DE4009048A1

DE4009048A1 - Measurement apparatus esp. for internal dia. of bores - has measurement plug on carriage movable on elongated guide, scale read head and evaluation electronics

Info

Publication number: DE4009048A1
Application number: DE19904009048
Authority: DE
Inventors: Manfred Mayer; Siegfried Gruhler; Horst Schmidt; Roland Schneider
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1990-03-21
Filing date: 1990-03-21
Publication date: 1991-09-26
Also published as: FR2660066A1

Abstract

The measuring apparatus for internal bores comprises a plug (24) for insertion into the bore. The plug protrudes from a carriage (20) movable along an elongated guide element (14) between starting and measurement positions by a carriage drive. The guide element is mounted in a housing. The carriage has a scale (32) and rad head (34) with associated evaluation electronics. The housing can be turned about an axis approximately perpendicular to the guide element. The carriage is placed in the initial position coaxial with the rotation axis by a centreing device. USE/ADVANTAGE - Highly accurate. High resolution bore diameter measurements can be repeatedly in relatively short times.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung, insbes. zur Messung des Innendurchmessers von Bohrungen o. dgl., mit einem in die zu vermessende Bohrung eintauchenden Meßdorn, der von einem Schlitten wegsteht, welcher entlang eines länglichen Führungselementes mittels einer Schlitten-Antriebseinrichtung zwischen einer Ausgangs- und einer Meßstellung linear verstellbar ist. The invention relates to a measuring device, in particular for Measurement of the inner diameter of bores or the like, with a in the bore hole to be measured, the measuring mandrel a sledge that stands along an elongated Guide element by means of a carriage drive device linear between an initial and a measuring position is adjustable.

Eine derartige Meßeinrichtung, die u. a. zur Messung des Innendurchmessers von Bohrungen geeignet ist, ist aus der DE 31 09 856 C2 bekannt. Um mit dieser als Höhenmeßgerät ausgebildeten Meßeinrichtung den Durchmesser einer Bohrung eines beliebigen Werkstücks zu bestimmen, wird der Meßdorn in die Bohrung an einer beliebigen Stelle eingetaucht. Danach bewegt sich der Meßdorn in vertikaler Richtung stelbständig bis zu einer Stelle, an welcher der Meßdorn an der zu vermessenden Bohrung anliegt. Nachfolgend ist es erforderlich, das Werkstück in einer zur vertikalen Richtung senkrechten Richtung, d. h. seitlich zu verschieben, bis der Meßdorn wieder an einem entsprechenden Punkt der zu vermessenden Bohrung zur Anlage kommt. Daran anschließend bewegt sich der Meßdorn automatisch in vertikaler Richtung entgegen der ersten Bewegung, bis der Meßdorn wieder an der zu vermessenden Bohrung anliegt. Danach erfolgt wiederum eine seitliche Bewegung des Werkstücks, wobei während dieser verschiedenen Bewegungsschritte eine Auswertung der erfaßten Berührungspunkte des Meßdorns an der Bohrung erfolgt. Bei dieser Auswertung wird der Durchmesser und das Zentrum der gemessenen Bohrung bestimmt. Ein solches Höhenmeßgerät weist bspw. eine Auflösung von 0,1 µm, eine Wiederholgenauigkeit von ± 0,2 µm und eine Meßgenauigkeit von bspw. ± 3 µm auf. Infolge der Notwendigkeit, das die zu vermessende Bohrung aufweisende Werkstück seitlich verschieben zu müssen, um eine Messung des Innendurchmessers einer Bohrung durchführen zu können, ergibt sich dort für die Durchführung einer entsprechenden Messung ein bestimmter Zeitaufwand. Außerdem ist es mit einem solchen Höhenmeßgerät nur möglich, an vertikal ausgerichteten Werkstücken den Durchmesser von im Werkstück vorhandenen Bohrungen zu messen. Such a measuring device that u. a. to measure the Internal diameter of holes is suitable, is from DE 31 09 856 C2 known. To use this as an altimeter trained measuring device the diameter of a bore to determine any workpiece, the mandrel immersed in the hole at any point. After that the measuring mandrel moves independently in the vertical direction up to a point where the measuring mandrel at the measuring bore. It is below required the workpiece in a vertical direction vertical direction, d. H. move laterally until the Measuring mandrel again at a corresponding point of the measuring bore comes to the system. After that the measuring mandrel automatically moves in the vertical direction against the first movement until the measuring mandrel is again on the bore to be measured. Then there is another lateral movement of the workpiece, being during this various movement steps an evaluation of the detected Contact points of the measuring mandrel on the bore. At This evaluation is the diameter and the center of the measured bore determined. Such a height measuring device has For example, a resolution of 0.1 µm, a repeat accuracy of ± 0.2 µm and a measuring accuracy of, for example, ± 3 µm. Due to the need to drill the hole to be measured having to move the workpiece laterally to a Measure the inside diameter of a bore can result there for the implementation of a corresponding measurement a certain amount of time. Furthermore it is only possible with such a height measuring device vertically aligned workpieces the diameter of Measure existing workpiece bores.

Aus der DE-OS 24 29 884 ist ein ortsveränderliches Längenmeßgerät mit einem an einem Ständer angeordneten, vertikal verfahrbaren Schlitten bekannt, dessen Verstellungen durch ein Impulse abgebendes, elektronisches Meßsystem erfaßt werden, wobei die Meßpunktantastung am Werkstück durch einen am Schlitten angeordneten, elektronischen Taster erfolgt. Dort weist eine dem elektronischen Meßsystem nachgeschaltete Logik auf elektronischer Basis zwei durch Tastendruck wahlweise abzurufende Grundprogramme auf, von denen eines jeden Meßimpuls zählt, während ein anderes nur jeden zweiten Meßimpuls zählt. Mit diesem Längenmeßgerät ist es u. a. möglich, durch zwei Meßpunkte den Mittelpunkt einer Bohrung zu bestimmen. Dies erfolgt, indem das durch die beiden Meßpunkte festgelegte Sehnenmaß halbiert wird. Im Längenmeßgerät ist zu diesem Zweck eine Logik eingebaut, die bei entsprechender Schalterstellung nur jeden zweiten Impuls zählt. Dadurch wird erreicht, daß bei einer Sehnenmessung jeweils nur der halbe Sehnenwert von einem Vor- Rückwärtszähler erfaßt wird.From DE-OS 24 29 884 is a portable Length measuring device with a arranged on a stand, vertically movable carriage known, its adjustments by means of an electronic measuring system that provides impulses are detected, the measuring point probing on the workpiece by means of an electronic button on the slide he follows. There one points to the electronic measuring system downstream logic on an electronic basis by two Basic programs to be called up, from those of each measuring pulse counts, while another only every second measuring pulse counts. With this length measuring device is it u. a. possible, the center point by two measuring points to determine a hole. This is done by doing that through the the chord dimension defined in both measuring points is halved. in the For this purpose, a length measuring device has logic built in with the appropriate switch setting, only every second pulse counts. This ensures that with a tendon measurement only half the tendon value of a pre Down counter is detected.

Eine Meßeinrichtung, die insbes. zur Messung von Innendurchmessern von Bohrungen o. dgl. vorgesehen ist, und die zu diesem Zweck einen in die zu vermessende Bohrung eintauchenden Meßdorn aufweist, ist aus der DE 35 33 239 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Meßeinrichtung ist der Meßdorn in Längsachsenrichtung symmetrisch geteilt. Alle Teile des Meßdorns sind in Radialrichtung verstellbar und mindestens ein Teil des Meßdorns trägt an seiner Meßfläche ein Meßelement. Das Meßelement umfaßt dort vorzugsweise Dehnmeßstreifen, die auf einer einseitig eingespannten Biegefeder angeordnet sind, welche an ihrem freien Ende von einem Taster beaufschlagt ist. Die Meßeinrichtung kann an einem Pendelhalter befestigt sein. Eine derartige Meßeinrichtung weist infolge ihres Aufbaus nur einen relativ begrenzten Meßbereich auf oder es ist zur Messung verschiedener Bohrungen, deren Durchmesser in einem relativ weiten Meßbereich liegen, ein relativ großer Zeitaufwand erforderlich, um die Meßeinrichtung den verschiedenen Bohrungsdurchmessern anzupassen.A measuring device, in particular for measuring Inner diameters of bores or the like is provided, and the one for this purpose into the hole to be measured immersed measuring mandrel, is from DE 35 33 239 A1 known. In this known measuring device Measuring mandrel divided symmetrically in the longitudinal axis direction. All Parts of the arbor are adjustable and in the radial direction at least part of the measuring mandrel bears on its measuring surface a measuring element. The measuring element there preferably comprises Strain gauges clamped on one side Coil spring are arranged, which at their free end of a button is pressed. The measuring device can be attached to a pendulum holder. Such one Measuring device has only one relative due to its structure limited measuring range or it is for measurement different holes, the diameter of which in a relative wide measuring range, a relatively large amount of time required to measure the various Adapt bore diameters.

Ein Meßdorn zum Messen des Innendurchmessers von Bohrungen o. dgl. ist auch aus der DE-PS 24 58 083 bekannt. Diese Meßeinrichtung funktioniert im Prinzip ähnlich wie die zuletzt erwähnte, in der DE 35 33 239 A1 beschriebene Meßeinrichtung, so daß sie ähnliche Eigenschaften wie diese besitzt.A measuring mandrel for measuring the inner diameter of bores o. The like. Also known from DE-PS 24 58 083. These The measuring device works in principle similar to that last mentioned, described in DE 35 33 239 A1 Measuring device so that they have similar properties to this owns.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne möglich ist, den Innendurchmesser von Bohrungen mit hoher Meßgenauigkeit, hoher Auflösung und hoher Wiederholgenauigkeit zu bestimmen.The invention has for its object a To create measuring device of the type mentioned, with which is possible within a relatively short period of time, the inside diameter of bores with high measuring accuracy, high resolution and high repeatability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungselement in einem Gehäuse der Meßeinrichtung angeordnet ist, wobei das Führungselement und der Schlitten mit einem Maßstab und einem Lesekopf ausgebildet sind und der Lesekopf mit einer Auswerteelektronikeinrichtung verbunden ist, daß das Gehäuse zur Verdrehung der Meßeinrichtung um eine zum Führungselement zumindest annähernd senkrechte Drehachse mit einem Befestigungsorgan ausgebildet ist, und daß im Gehäuse zur Positionierung des Schlittens in der mit der Drehachse fluchtenden Ausgangsstellung eine Zentriereinrichtung vorgesehen ist. Durch die Ausbildung des Gehäuses der Meßeinrichtung mit dem Befestigungsorgan ist es möglich, die Meßeinrichtung nicht nur in einem speziell dafür vorgesehenen Meßständer anzuordnen, sondern es ist in vorteilhafter Weise auch möglich, die Meßeinrichtung im Bedarfsfall in eine Bearbeitungsmaschine einzuspannen. Mit Hilfe der bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung vorgesehenen Zentriereinrichtung ist es einfach und zeitsparend möglich, die Meßeinrichtung mit jedem beliebigen Meßdorn wunschgemäß zu bestücken, ohne daß durch unterschiedliche Meßdorne die Meßgenauigkeit der Meßeinrichtung beeinträchtigt würde, weil es mit mit Hilfe der Zentriereinrichtung möglich ist, jeden beliebigen Meßdorn genau passend in die mit der Drehachse, die durch das Befestigungsorgan festgelegt ist, fluchtende Ausgangsstellung einzustellen. Die Messung des Innendurchmessers einer Bohrung erfolgt dann auf die Weise, daß der Meßdorn in die zu vermessende Bohrung eingetaucht wird, wobei sich der Meßsdorn in der zu vermessenden Bohrung an einer beliebigen Stelle befindet. Daran anschließend wird der Schlitten entlang des länglichen Führungselementes linear verstellt, bis der Meßdorn an einer Stelle an der Bohrung anliegt. Dieser Punkt wird mit Hilfe des Meßdorns detektiert und in die Auswerteelektronikeinrichtung eingegeben. Danach bewegt sich der Schlitten entlang des Führungselementes in entgegengesetzter Richtung zurück, bis der Meßdorn wieder an der Bohrung anliegt. Auch dieser Berührungspunkt wird in die Auswerteelektronikeinrichtung eingegeben. Durch die beiden auf diese Weise bestimmten Meßpunkte ist eine Sehne der Bohrung festgelegt. Die Auswerteelektronikeinrichtung bestimmt aus dieser Sehne die Sehnenhalbierende und den auf der Sehnenhalbierenden liegenden Mittelpunkt der Bohrung. Eine Drehung der Meßeinrichtung um mindestens annähernd 90 Winkelgrad, d. h. in die Richtung der erwähnten Sehnenhalbierenden, läßt dann eine genaue Vermessung des Durchmessers der Bohrung bzw. einen Vergleich mit dem errechneten Wert zu. Selbst wenn die Drehung der Meßeinrichtung nicht genau um 90° erfolgt, ist die nach der Drehung durchgeführte Messung sehr genau möglich, weil die Cosinus-Abweichung bei einem kleinen Winkel quasi vernachläßigbar klein ist.This object is achieved in that the Guide element in a housing of the measuring device is arranged, the guide element and the carriage are designed with a scale and a reading head and the Read head connected to an electronic evaluation device is that the housing for rotating the measuring device around one at least approximately perpendicular to the guide element Axis of rotation is formed with a fastening member, and that in the housing for positioning the carriage in the the starting position in alignment with the axis of rotation Centering device is provided. By training the It is the housing of the measuring device with the fastening member possible, the measuring device not only in a special intended measuring stand to arrange, but it is in advantageously possible, the measuring device in If necessary, clamp it in a processing machine. With Help with the measuring device according to the invention provided centering device it is simple and time-saving possible, the measuring device with any Load the measuring mandrel as required, without having to different measuring gauges the measuring accuracy of Measuring device would be affected because with the help the centering device is possible, any Measuring mandrel fits exactly with the axis of rotation passing through the fastener is fixed, aligned Set starting position. The measurement of the The inner diameter of a hole is then made in the way that the measuring mandrel is immersed in the bore to be measured is, the mandrel in the hole to be measured anywhere. This is followed by the slide is linear along the elongated guide element adjusted until the measuring mandrel at one point on the bore is present. This point is detected using the measuring mandrel and entered into the electronic evaluation device. After that the carriage moves along the guide element in in the opposite direction until the measuring mandrel is on again the bore rests. This point of contact is also in the Evaluation electronics device entered. Through the two measuring points determined in this way is a chord of Bore set. The evaluation electronics device determines the bisector and the bisector from this tendon the midpoint of the hole that bisects the chord. A rotation of the measuring device by at least approximately 90 Angular degree, d. H. in the direction of those mentioned Tendon bisector, then allows an accurate measurement of the Diameter of the bore or a comparison with the calculated value. Even if the rotation of the Measuring device is not exactly 90 °, is the after Measurement carried out very precisely because the Quasi cosine deviation at a small angle is negligibly small.

Der bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung zur Anwendung gelangende Meßdorn ist vorzugsweise ein an sich bekannter schaltender Tastkopf, der mit der Auswerteelektronikeinrichtung verbunden ist. Derartige schaltende Tastköpfe sind - wie erwähnt wurde - bekannt, so daß es sich erübrigt, hierauf detailliert einzugehen.The application in the measuring device according to the invention measuring mandrel is preferably a known per se switching probe that with the Evaluation electronics device is connected. Such switching probes are - as has been mentioned - known that there is no need to go into this in detail.

Um auf der mechanisch-technologischen Seite der Meßeinrichtung der Forderung nach einer hohen Meßgenauigkeit, Meßauflösung und Wiederholgenauigkeit Rechnung tragen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Schlitten mittels federbelasteter selbstreinigender Führungseinrichtungen entlang des länglichen Führungselementes linear beweglich ist. Durch eine solche Ausbildung der Meßeinrichtung wird jederzeit und unter quasi beliebigen Umweltbedingungen eine ausgezeichnete Meßgenauigkeit, Auflösung und Wiederholgenauigkeit der Messung erreicht. Das ist bspw. dann von allergrößter Wichtigkeit, wenn eine derartige Meßeinrichtung z. B. in eine Fertigungsstraße integriert wird, in welcher Autokarosserien o. dgl. produziert werden.To be on the mechanical-technological side of the Measuring device demanding a high Accuracy, resolution and repeatability To be able to take into account, it is advantageous if the Sledge using spring-loaded self-cleaning Guiding devices along the elongated Guide element is linearly movable. By such Training of the measuring device is quasi at any time and under excellent in any environmental conditions Measuring accuracy, resolution and repeatability of the Measurement reached. For example, this is the largest Importance if such a measuring device, for. B. in a Production line is integrated in which car bodies or the like.

Um jederzeit wiederholbar eine konstante Meßkraft zu gewährleisten, mit welcher der Meßdorn an der zu vermessenden Bohrung zur Anlage kommt, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Schlitten-Antriebseinrichtung ein Antriebsband aufweist, an dem der Schlitten befestigt ist, daß das Antriebsband um zwei an den beiden voneinander entfernten Endabschnitten des Führungselementes vorgesehene Umlenkrollen umgelenkt ist, und daß eine der Umlenkrollen mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Bei diesem Antriebsmotor handelt es sich vorzugsweise um einen Gleichstrommotor. Durch die Ausbildung der Schlitten- Antriebseinrichtung mit Antriebsband und Umlenkrollen, um die das Antriebsband umgelenkt ist, ergibt sich zwischen den Umlenkrollen und dem Antriebsband und somit zwischen dem am Antriebsband befestigten Schlitten und dem Antriebsmotor zur linearen Bewegung des Schlittens entlang des länglichen Führungselementes ein definiertes Reibungsverhalten und somit eine konstante und wiederholbare Meßkraft, mit welcher der Meßdorn an der zu vermessenden Bohrung zur Anlage kommt. Diesem Zweck ist es besonders dienlich, wenn mindestens eine der Umlenkrollen mit einer Spanneinrichtung zum Spannen des Antriebsbandes versehen ist. Infolge einer definierten Spannung des Antriebsbandes ergibt sich nämlich in an sich bekannter Weise ein genau definiertes Reibungsverhalten zwischen dem Antriebsband und den Umlenkrollen und demzufolge eine konstante Meßkraft. Gleichzeitig wird durch eine derartige Ausbildung der Schlitten-Antriebeinrichtung die Gefahr einer Beschädigung der Meßeinrichtung bei einer ungewollten Kollision des Meßdorns mit einem eine zu vermessende Bohrung aufweisenden Werkstück eliminiert, so daß auf einfache Weise eine Schutzfunktion gewährleistet ist.To repeat a constant measuring force at any time ensure with which the arbor on the measuring bore comes to the system, it has proven to be Appropriately proven that the carriage drive device has a drive belt to which the carriage is attached is that the drive belt by two at the two of each other provided end portions of the guide member Deflection rollers is deflected, and that one of the deflection rollers is connected to a drive motor. With this Drive motor is preferably a DC motor. By training the sled Drive device with drive belt and pulleys to the the drive belt is deflected results between the Deflection rollers and the drive belt and thus between the am Drive belt attached carriage and the drive motor for linear movement of the sled along the elongated Guide element a defined friction behavior and thus a constant and repeatable measuring force with which the Measuring mandrel comes into contact with the bore to be measured. It is particularly useful for this purpose if at least one the pulleys with a tensioning device for tensioning the Drive belt is provided. As a result of a defined Tension of the drive belt results in itself a well-known friction behavior is known between the drive belt and the pulleys and consequently a constant measuring force. At the same time, a such design of the carriage drive device Risk of damage to the measuring device at a unwanted collision of the measuring mandrel with a one too workpiece having a measuring bore is eliminated, see that ensures a protective function in a simple manner is.

Zwischen jedem der beiden Endabschnitte des länglichen Führungselementes und dem Schlitten ist zum Schutz des Führungselementes vorzugsweise je ein flexibles Mantelelement vorgesehen. Mit Hilfe der beiden flexiblen Mantelelemente, bei denen es sich bspw. um Faltenbälge handeln kann, wird das längliche Führungselement, der entlang des Führungselementes linear bewegliche Schlitten und werden insbes. die Führungseinrichtungen, mittels welchen der Schlitten entlang des länglichen Führungselementes linear beweglich ist, gegen Staub, Feuchtigkeit usw. geschützt, so daß auch unter relativ rauhen Umgebungsbedingungen exakte Messungen des Innendurchmessers von in einem Werkstück vorgesehenen Bohrungen möglich sind. Die das längliche Führungselement schützenden flexiblen Mantelelemente werden selbst durch das Gehäuse der Meßeinrichtung gegen Einwirkungen von außen, d. h. gegen Beschädigungen geschützt. Das Gehäuse der Meßeinrichtung ist mit einem Längsschlitz ausgebildet, der zum länglichen Führungselement parallel ausgerichtet ist, und durch den sich der am Schlitten befestigte Meßdorn hindurcherstreckt.Between each of the two end sections of the elongated Guide element and the slide is to protect the Guide element preferably each a flexible jacket element intended. With the help of the two flexible jacket elements, which can be, for example, bellows, it will elongated guide element that runs along the guide element linearly movable sledges and especially the Guide devices, by means of which the sled along of the elongated guide element is linearly movable against Dust, moisture, etc. protected, so that even under relatively rough environmental conditions exact measurements of the Inner diameter of the workpiece Holes are possible. The the elongated guide element protective flexible jacket elements are even by the Housing of the measuring device against external influences, d. H. protected against damage. The housing of the Measuring device is formed with a longitudinal slot, the is aligned parallel to the elongated guide element, and through which the measuring pin attached to the slide stretched through.

Die weiter oben erwähnte Zentriereinrichtung der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung, die zur Positionierung des Schlittens in der mit der Drehachse fluchtenden Ausgangsstellung des Schlittens vorgesehen ist, weist vorzugsweise einen Getriebemotor und ein Zentrierelement auf, wobei am Schlitten vorzugsweise ein mit dem Zentrierelement zusammenwirkendes Zentrierorgan vorgesehen ist. Bei dem Zentrierelement der Zentriereinrichtung handelt es sich bspw. um ein Kugelelement, das in der zentrierten Ausgangsstellung des Schlittens in eine das Zentrierorgan bildende Kugelpfanne eingreift. Anstelle einer Kugelpfanne kann das Zentrierorgan bspw. auch als V-förmige Ausnehmung ausgebildet sein, die im Schlitten vorgesehen ist.The centering device of the Measuring device according to the invention, for positioning of the slide in the one aligned with the axis of rotation Starting position of the carriage is provided, points preferably a geared motor and a centering element, preferably one on the slide with the centering element cooperating centering member is provided. In which Centering element of the centering device is, for example. around a spherical element that is in the centered starting position of the slide in a ball socket forming the centering element intervenes. The centering element can be used instead of a ball socket For example. Also be designed as a V-shaped recess, which in the Sledge is provided.

Eine einfach ausgebildete und einfach zu handhabende Meßeinrichtung ergibt sich, wenn im Gehäuse der Meßeinrichtung eine Energiequelle zur Stromversorgung des Antriebsmotors, des Getriebemotors und der Auswerteelektronikeinrichtung vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine autonome Meßeinrichtung, d. h. eine Meßeinrichtung ohne störende Leitungsverbindungen. A simply trained and easy to use Measuring device results when in the housing Measuring device an energy source for powering the Drive motor, the gear motor and the Evaluation electronics device is provided. This results in an autonomous measuring device, d. H. a measuring device without interfering line connections.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung. Es zeigt:Further details, features and advantages result from the following description of one in the drawing schematically illustrated embodiment of the measuring device according to the invention. It shows:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Meßeinrichtung entlang einer ersten Schnittebene, Fig. 1 is a sectional view of the measuring device along a first section plane,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Meßeinrichtung entlang einer zur Zeichnungsebene gem. Fig. 1 senkrechten Schnittebene, und Fig. 2 is a sectional view of the measuring device along a to the plane of the drawing. Fig. 1 vertical section plane, and

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Meßeinrichtung entlang einer zu den Zeichnungsebenen der Fig. 1 und 2 senkrechten dritten Schnittebene. Fig. 3 is a sectional view of the measuring device along a third sectional plane perpendicular to the drawing planes of Figs. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Meßeinrichtung 10, die in einem Gehäuse 12 ein längliches Führungselement 14 aufweist, das in dieser Figur im quadratischen Profil zu erkennen ist. Das längliche Führungselement 14 weist eine Außenfläche 16 und einen zentralen Längskanal 18 auf. Der zentrale Längskanal 18 erstreckt sich durch das Führungselement 14 hindurch. Ein Schlitten 20 ist am länglichen Führungselement 14 mit Hilfe von Führungseinrichtungen 22 linear beweglich und spielfrei geführt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich zwei Führungseinrichtungen 22, die federbelastet und selbstreinigend sind, an zwei diametral gegenüberliegenden Eckenabschnitten des länglichen Führungselementes 14 vorgesehen sind. Mit dem Schlitten 20 ist ein Meßdorn 24 verbunden, wobei der Meßdorn 24 am Schlitten 20 auswechselbar angeordnet ist. Bei dem Meßdorn 24 handelt es sich um einen an sich bekannten schaltenden Tastkopf, der Anschlußelemente 26 aufweist. Der Meßdorn 24 bzw. der schaltende Tastkopf ist mit seinen Anschlußelementen 26 mit einer Auswerteelektronikeinrichtung 28 elektrisch leitend verbunden, die im Inneren des Gehäuses 12 angeordnet ist. Außerdem ist im Inneren des Gehäuses 12 der Meßeinrichtung 10 eine Spannungs- bzw. Energiequelle 30 angeordnet, bei der es sich z. B. um einen Akkumulator handelt, der mit der Auswerteelektronikeinrichtung 28 elektrisch leitend verbunden ist. Fig. 1 shows a section through the measuring device 10 , which has an elongated guide element 14 in a housing 12 , which can be seen in this figure in a square profile. The elongated guide element 14 has an outer surface 16 and a central longitudinal channel 18 . The central longitudinal channel 18 extends through the guide element 14 . A carriage 20 is guided on the elongated guide element 14 by means of guide devices 22 in a linearly movable manner and without play. From Fig. 1 it can be seen that two guide devices 22 , which are spring-loaded and self-cleaning, are provided on two diametrically opposite corner sections of the elongated guide element 14 . A measuring mandrel 24 is connected to the carriage 20 , the measuring mandrel 24 being arranged on the carriage 20 in an exchangeable manner. The measuring mandrel 24 is a switching probe which is known per se and has connecting elements 26 . The measuring mandrel 24 or the switching probe is electrically conductively connected with its connecting elements 26 to an electronic evaluation device 28 , which is arranged in the interior of the housing 12 . In addition, a voltage or energy source 30 is arranged in the interior of the housing 12 of the measuring device 10 , z. B. is an accumulator which is electrically conductively connected to the evaluation electronics device 28 .

Das längliche Führungselement 14 weist einen Maßstab 32 und der Schlitten 14 weist einen Lesekopf 34 auf, wobei der Lesekopf 34 in der Nachbarschaft des Maßstabes 32 vorgesehen ist. Ein derartiges, einen Maßstab 32 und einen zugehörigen Lesekopf 34 aufweisendes Meßsystem ist bspw. im Prospekt der Firma Mauser-Werke Oberndorf GmbH "Koordinaten-Meßzentren" 4.86, Seite 9, beschrieben, so daß es nicht erforderlich ist, hierauf detailliert einzugehen. Der Lesekopf 34 ist über eine Verbindungsleitung 36 mit der Auswerteelektronikeinrichtung 28 elektrisch leitend verbunden.The elongated guide element 14 has a scale 32 and the carriage 14 has a read head 34 , the read head 34 being provided in the vicinity of the scale 32 . Such a measuring system having a scale 32 and an associated reading head 34 is described, for example, in the prospectus of the company Mauser-Werke Oberndorf GmbH "Coordinate Measuring Centers" 4.86, page 9, so that it is not necessary to go into this in detail. The read head 34 is connected to the evaluation electronics device 28 in an electrically conductive manner via a connecting line 36 .

Vom Gehäuse 12 der Meßeinrichtung 10 steht auf der zum Meßdorn 24 entgegengesetzten Seite ein Befestigungsorgan 38 weg, das in Fig. 1 nur abschnittweise gezeichnet ist. Das Befestigungsorgan 38 weist einen konischen Befestigungsabschnitt 40 auf, mit dem die Meßeinrichtung 10 in einem speziellen Meßständer oder bspw. auch in einem eigentlich für andere Zwecke dienenden Arbeitsgerät bzw. einer beliebigen Bearbeitungsmaschine befestigbar ist. Durch das Befestigungsorgan 38 ist eine Drehachse 42 festgelegt, um welche die Meßeinrichtung 10 zur Durchführung einer Durchmessermessung um mindestens annähernd 90 Winkelgrad verdrehbar sein kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Meßeinrichtung 10 im Bedarfsfall um einen beliebigen anderen Winkel zu verdrehen. Eine genaue Durchmessermessung ist mit dem Meßdorn 24 jedoch nur dann sinnvoll, wenn es möglich ist, den Meßdorn 24 in eine Ausgangsstellung bringen zu können, in welcher der Meßdorn 24 mit der durch das Befestigungsorgan 38 festgelegten Drehachse genau fluchtet. Zu diesem Zweck ist die Meßeinrichtung 10 mit einer Zentriereinrichtung 44 versehen, die im Gehäuse 12 der Meßeinrichtung 10 vorgesehen ist. Die Zentriereinrichtung wird in Verbindung mit Fig. 2 detaillierter beschrieben.From the housing 12 of the measuring device 10 there is a fastening element 38 on the side opposite the measuring mandrel 24 , which is shown only in sections in FIG. 1. The fastening member 38 has a conical fastening section 40 , with which the measuring device 10 can be fastened in a special measuring stand or, for example, also in a working device or any processing machine that actually serves other purposes. An axis of rotation 42 is defined by the fastening element 38 , about which the measuring device 10 can be rotated by at least approximately 90 degrees in order to carry out a diameter measurement. Of course, it is also possible to rotate the measuring device 10 by any other angle if necessary. However, an accurate diameter measurement is only useful with the measuring mandrel 24 if it is possible to be able to bring the measuring mandrel 24 into a starting position in which the measuring mandrel 24 is exactly aligned with the axis of rotation defined by the fastening element 38 . For this purpose, the measuring device 10 is provided with a centering device 44 which is provided in the housing 12 of the measuring device 10 . The centering device is described in more detail in connection with FIG. 2.

Fig. 2 zeigt die Meßeinrichtung 10 mit dem im Gehäuse 12 angeordneten länglichen Führungselement 14 und dem Schlitten 20, der entlang des Führungselementes 14 spielfrei linear beweglich ist. Zu diesem Zweck ist der Schlitten 20 mit Führungseinrichtungen 22 versehen. Das längliche Führungselement 14 ist mit seinen beiden voneinander abgewandten Endabschnitten 46 und 48 an Befestigungskonsolen 50 und 52 festgelegt. An der Befestigungskonsole 52 ist ein Antriebsmotor 54 angeordnet, der mit einer Umlenkrolle 56 drehmomentübertragend verbunden ist. Eine zweite Umlenkrolle 58 ist am Endabschnitt 46 des länglichen Führungselementes 14 bzw. an der Befestigungskonsole 50 drehbar gelagert. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß um die Umlenkrollen 56 und 58 ein Antriebsband 60 umgelenkt ist, das mit dem Schlitten 20 verbunden ist. Das längliche Führungselement 14 ist mit dem zentralen Längskanal 18 ausgebildet, um das eine Trum 62 des Antriebsbandes 60 durch den Längskanal 18 durchzuleiten. Fig. 2 shows the measuring means 10 with the housing 12 arranged in the elongated guide member 14 and the slide 20, which is play-free linearly movable along the guide element 14. For this purpose, the slide 20 is provided with guide devices 22 . The elongated guide element 14 is fixed with its two end sections 46 and 48 facing away from one another on fastening brackets 50 and 52 . A drive motor 54 is arranged on the fastening console 52 and is connected to a deflection roller 56 in a torque-transmitting manner. A second deflection roller 58 is rotatably mounted on the end section 46 of the elongated guide element 14 or on the fastening bracket 50 . From Fig. 3 it can be seen that a drive belt 60 is deflected around the deflection rollers 56 and 58 , which is connected to the carriage 20 . The elongated guide element 14 is formed with the central longitudinal channel 18 in order to pass one strand 62 of the drive belt 60 through the longitudinal channel 18 .

Mit der Bezugsziffer 44 ist in Fig. 2 die Zentriereinrichtung bezeichnet, mit der der Schlitten 20 bzw. der Meßdorn 24 in der Ausgangsstellung mit der Drehachse 42 genau fluchtend eingestellt wird. Die Zentriereinrichtung 44 weist einen Getriebemotor 64 auf, der im Gehäuse 12 der Meßeinrichtung 10 angeordnet ist. Beim Getriebemotor 64 handelt es sich wie bei dem Antriebsmotor 54 um einen Gleichstrommotor. Die Zentriereinrichtung 44 weist ein Zentrierelement 66 auf, das - wie aus Fig. 2 ersichtlich ist - als Kugel ausgebildet sein kann. Der Schlitten 20 ist mit einem mit dem Zentrierelement 66 zusammenwirkenden Zentrierorgan 68 versehen, das bspw. als Kugelpfanne oder als V-förmige Aussparung ausgebildet ist.The reference numeral 44 in FIG. 2 denotes the centering device with which the slide 20 or the measuring mandrel 24 is set exactly in alignment with the axis of rotation 42 in the starting position. The centering device 44 has a geared motor 64 which is arranged in the housing 12 of the measuring device 10 . The geared motor 64 , like the drive motor 54, is a direct current motor. The centering device 44 has a centering element 66 which - as can be seen from FIG. 2 - can be designed as a ball. The carriage 20 is provided with a centering element 68 which interacts with the centering element 66 and is designed, for example, as a ball socket or as a V-shaped recess.

Zum Schutz des länglichen Führungselementes 14 bzw. der Führungseinrichtungen 22 für den Schlitten 20 sind zwischen dem Schlitten 20 und den Endabschnitten 46 und 48 des länglichen Führungselementes 14 bzw. den das Führungselement 14 haltenden Befestigungskonsolen 50 und 52 flexible Mantelelemente 70 vorgesehen, die bspw. als Faltenbälge ausgebildet sind. Die Mantelelemente 70 und die Befestigungskonsolen 50 und 52 sind auch aus Fig. 3 deutlich ersichtlich. Aus Fig. 3 sind desweiteren die Querschnittsform des Gehäuses 12 der Meßeinrichtung 10 und eine Spanneinrichtung 72 ersichtlich, mit deren Hilfe das Antriebsband 60 gespannt wird, um zwischen der mit dem Antriebsmotor 54 drehmomentübertragend vorgesehenen Umlenkrolle 56 und dem Antriebsband 60 genau definierte Reibungsverhältnisse herzustellen, durch welche die Meßkraft des Meßdorns 24 festgelegt ist.To protect the elongated guide 14 and the guide means 22 for the carriage 20 are disposed between the carriage 20 and the end portions 46 and 48 of the elongated guide member 14 and the guide member 14 holding mounting brackets 50 and 52 are flexible jacket elements 70 are provided which, for example, as Bellows are formed. The jacket elements 70 and the fastening brackets 50 and 52 are also clearly visible from FIG. 3. From Fig. 3, the cross-sectional shape of the housing 12 of the measuring device 10 and a tensioning device 72 can also be seen, with the aid of which the drive belt 60 is tensioned in order to produce precisely defined frictional relationships between the deflection roller 56 provided with the drive motor 54 and the drive belt 60 which the measuring force of the measuring mandrel 24 is fixed.

Claims

1. Measuring device, in particular for measuring the inner diameter of bores or the like, with a measuring mandrel ( 24 ) which is immersed in the bore to be measured and which protrudes from a carriage ( 20 ) which extends along an elongated guide element ( 14 ) by means of a carriage drive device Can be adjusted linearly between an initial and a measuring position, characterized in that the guide element ( 14 ) is arranged in a housing ( 12 ) of the measuring device ( 10 ), the guide element ( 14 ) and the slide ( 20 ) having a scale ( 32 ) and a reading head ( 34 ) and the reading head ( 34 ) is connected to an electronic evaluation device ( 28 ) that the housing ( 12 ) for rotating the measuring device ( 10 ) about an axis of rotation at least approximately perpendicular to the guide element ( 14 ) ( 42 ) is formed with a fastening member ( 38 ), and that in the housing ( 12 ) for positioning the carriage ( 20 ) in the with the D A centering device ( 44 ) is provided in the starting position aligned with the axis ( 42 ).

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring mandrel ( 24 ) is a switching probe known per se, which is connected to the electronic evaluation device ( 28 ).

3. Measuring device according to claim 1, characterized in that the carriage ( 20 ) by means of spring-loaded self-cleaning guide devices ( 22 ) along the elongated guide element ( 14 ) is linearly movable.

4. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the carriage drive device has a drive belt ( 60 ) on which the carriage ( 20 ) is fastened, that the drive belt ( 60 ) by two at the two end sections spaced apart from one another ( 46 , 48 ) of the guide element ( 14 ) provided deflection rollers ( 56 , 58 ) is deflected, and that one of the deflection rollers ( 56 ) is connected to a drive motor ( 54 ).

5. Measuring device according to claim 4, characterized in that at least one of the deflecting rollers ( 56 , 58 ) is provided with a tensioning device ( 72 ) for tensioning the drive belt ( 60 ).

6. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that between each of the two end sections ( 46 , 48 ) of the elongated guide element ( 14 ) and the slide ( 20 ) for protecting the guide element ( 14 ) each have a flexible jacket element ( 70 ) is.

7. Measuring device according to claim 1, characterized in that the centering device ( 44 ) has a gear motor ( 64 ) and a centering element ( 66 ), and that on the slide ( 20 ) with the centering element ( 66 ) cooperating centering member ( 68 ) is provided .

8. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that an energy source ( 30 ) for supplying power to the drive motor ( 54 ), the geared motor ( 64 ) and the evaluation electronics device ( 28 ) is provided in the housing ( 12 ).