DE4116815A1 - Spreiztaster fuer laengen-messungen in hohlraeumen und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spreiztaster gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren gemäß Oberbegriff des An­ spruches 9 zum Herstellen eines solchen Spreiztasters. Ein derartiges Verfahren bzw. ein gattungsgemäßer Spreiztaster sind als "Verfahren zum Herstellen von Tastköpfen und Tast­ kopf für Vergleichs-Innenmessungen" aus der DE-A-19 32 674 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird auf (Fig. 3c) oder in (Fig. 4c) das vordere Ende (Fig. 3b bzw. Fig. 4b) eines Rohres ein Kontaktkörper (Fig. 3a bzw. Fig. 4a) gesteckt, welcher dazu eine passende zentrale, zylindrische Bohrung bzw. Abdrehung aufweist, worauf die Steckverbindung des Kontaktkörpers mit dem vorderen Rohrende durch Verlöten beider und Härten ge­ sichert wird. Gegebenenfalls folgt darauf ein Schleifen der Verbindungsstelle.

Nachteilig ist an dem bekannten Verfahren der verhältnismäßig große Zeit- und Arbeitsaufwand zur Herstellung des bekannten Spreiztasters. Infolgedessen sind die Gestehungskosten des bekannten Spreiztasters relativ hoch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen weniger kostspieligen Spreiztaster der eingangs genannten Gattung zu schaffen und ein einfacheres Verfahren der eingangs genannten Art zu seiner Herstellung anzugeben.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. 9 gelöst.

Vorteilhaft ist daran, daß sich Wanddurchbrüche des Rohres, insbesondere Bohrungen, leicht herstellen lassen und ein mit den gewünschten Außenkontaktstellen vorgefertigter Rund­ stift verwendet werden kann, worauf nach Herstellen der hier radialen Steckverbindung des Kontaktkörpers mit dem vorderen Rohrende beide lediglich noch verklebt werden müssen, falls nicht schon ein ausreichend sicherer Preßsitz des Rundstiftes in den beiden fluchtenden Bohrungen entstanden ist.

Es ist zwar aus der CH 6 36 193 eine "Vorrichtung zum Messen von Bohrungen" bekannt, welche in einer als "Lehrdorn" be­ zeichneten Meßhülse, in der auch der erfindungsgemäße Spreiz­ taster angeordnet sein könnte, statt zweier angenähert kom­ plementärer Rohrhälften zwei gleichfalls federnde Schenkel eines Stahlstückes und an deren vorderen Enden zwei diametral eingeschraubte radiale Taststifte mit Außenkontaktstellen als Kontaktkörperhälften aufweist, die in je eine stirnseitige Ausnehmung des Lehrdornes eingreifen und dort verborgen liegen, bis mittels eines zwischen den Stahlstück-Schenkeln zentral im Lehrdorn angeordneten nadelartigen Stabes die Schenkel mit den Taststiften gespreizt werden, indem das ke­ gelförmige vordere Stabende zwei diametrale Schneiden an den Schenkeln unter Vergrößerung des Mittelschlitzes radial nach außen drängt; bei dem aus der CH 6 36 193 bekannten Spreiztaster fehlen jedoch die gattungsbestimmenden Rohrhälf­ ten und ein durch den Mittelschlitz zwischen diesen halbierter Kontaktkörper sowie die kennzeichnende Befestigung jedes Tast­ stiftes durch Verkleben und/oder Preßsitz.

Bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spreiztasters sind statt Bohrungen, die eine erste Ausfüh­ rungsform aufweist, als Wanddurchbrüche des vorderen Rohr­ endes stirnseitige Einfräsungen an derselben vorgesehen, die nicht mit den stirnseitigen Ausnehmungen des Lehrdornes gemäß CH 6 36 193 zu verwechseln sind und eine axiale Tiefe aufwei­ sen können, die in einem beliebigen Verhältnis zum Durch­ messer der Taststifte steht. Die Fig. 9 und 10 zeigen zwei Alternativen, zwischen denen die Alternative liegt, bei der der Taststiftdurchmesser der axialen Einfräsungstiefe gleich ist.

Ein Vergleich der Fig. 3 und 5 zeigt, daß mehrere erfin­ dungsgemäße Spreiztaster, beispielsweise die erste Aus­ führungsform bzw. deren zweite Variante, derart ausgebildet sind, daß die Taststifte an ihren radial inneren, vom Stab- Keil (oder -Kegel) beaufschlagten Enden einen dessen Öffnungs­ winkel angepaßten Einheitsdurchmesser aufweisen, so daß alle diese Spreiztaster gleiche nadelartige Stäbe mit gleichem Keil am vorderen Ende enthalten, während die die Außenkontakt­ stellen aufweisenden äußeren Enden der Taststifte bei jedem dieser Spreiztaster einen anderen Durchmesser aufweisen können, der dem Anwendungsfall angepaßt ist. - Dabei weist jeder Taststift vorzugsweise eine kreiszylindrische Stufe innerhalb des Rohres auf, welche sein einheitliches inneres Ende von seinem unterschiedlichen äußeren Ende einfach absetzt. Beim erfindungsgemäßen Spreiztaster soll in dessen Normal­ zustand die Länge des Kontaktkörpers (Taststifte) von unten angenähert dem zu messenden Bohrungsdurchmesser entsprechen, damit bereits eine geringe Spreizung der Rohrhälften mit den Taststiften zur Anlage der Außenkontaktstellen derselben an der Bohrungswandung genügt, wie das auch bei der Vorrichtung gemäß CH 6 36 193 der Fall ist; und soll die Krümmung einer bekannten üblichen Balligkeit der Außenkontaktstellen von oben angenähert dem Reziprokwert der Hälfte des zu messenden Bohrungsdurchmessers entsprechen, damit sich zur Verbesserung der Zentrierung und Ausrichtung des Spreiztasters in der zu messenden Bohrung eine Schmiegung der Außenkontaktstellen an die Bohrungswandung ergibt.

Bei einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform weist jeder Taststift als Außenkontaktstelle eine konische Ober­ fläche auf, die es gestattet, Sacklochbohrungen in der Nähe des Bohrungsgrundes auszumessen. Dazu muß selbstverständlich die radiale Erstreckung jedes Taststiftes axial vorn größer sein als axial hinten.

Bei der ersten Ausführungsform und bei der ersten Variante der zweiten Ausführungsform sind die Taststifte gegenüber der Stirnfläche des vorderen Rohrendes zurückversetzt und, wie am Beispiel einer dritten Variante der ersten Ausführungsform zu sehen ist, mit einem auf diesem sitzenden, vom Mittel­ schlitz unterbrochenen Einführring versehen, dessen Außen­ umfangsfläche bündig an die Außenkontaktstellen anschließt. Dieser Einführring ist vorteilhaft, falls der Spreiztaster ohne schützende Meßhülse als reiner Meßtaster verwendet wird, weil er ein Anecken der Taststifte an der Berandung des Boh­ rungseinganges verhindert.

Bei einer dritten Variante der ersten Ausführungsform sind die Taststifte ebenfalls gegenüber der Stirnfläche des vor­ deren Rohrendes zurückversetzt, aber an ihren aus dem Rohr herausragenden Enden ist je ein das zugeordnete Stiftende zentrisch aufnehmender Kranzring befestigt, dessen konische Mantelfläche bündig an die Außenkontaktstelle dieses Stift­ endes anschließt. Auch dadurch wird ein Anstoßen der radial äußeren Taststiftenden an einer Bohrungskante vermieden.

Bei einer bevorzugten Durchführungsweise des erfindungsge­ mäßen Verfahrens, welche der Herstellung des erfindungsgemäßen Spreiztasters mit stirnseitigen Einfräsungen statt Bohrungen als Wanddurchbrüchen dient, wird dementsprechend die Stirn­ seite des vorderen Rohrendes an zwei diametralen Stellen in Längsrichtung gleich weit eingefräst und dabei mit einem halbrunden Abschluß zur Anlage des Rundstiftes versehen, der die beiden Taststifte ergibt. Zweckmäßig wird man die Ein­ frästiefe mindestens so groß wählen wie den halben Stift­ durchmesser.

Zur Herstellung des Spreiztasters mit Einführring wird dieser am besten vor dem Durchtrennen des Rohres und des Rundstiftes angebracht und danach mit durchgetrennt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand mehrerer durch die Zeichnung beispielhaft dargestellter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Spreiztasters im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine unvollständige, zum Teil geschnitten darge­ stellte Seitenansicht der ersten Ausführungs­ form vor dem Durchtrennen des vorderen Rohres mit Rundstift,

Fig. 2 die linke Hälfte der Darstellung gemäß Fig. 1 nach dem Durchtrennen,

Fig. 3 eine Kombination der Fig. 1 und 2 unter Hinzufügung eines nadelartigen Stabes im An­ wendungsfall,

Fig. 4 eine erste Variante der ersten Ausführungsform in einer Darstellung entsprechend der linken Hälfte der Fig. 3,

Fig. 5 eine zweite Variante der ersten Ausführungsform in einer Darstellung entsprechend dem linken Drittel der Fig. 3,

Fig. 6 und 7 eine dritte Variante der ersten Aus­ führungsform in einer Darstellung entsprechend der linken Hälfte der Fig. 3 bzw. mit ge­ schnittenen Kranzringen in Stirnansicht,

Fig. 8 eine vierte Variante der ersten Ausführungsform mit geschnittenem Einführring in einer Dar­ stellung entsprechend Fig. 2 ohne teilweisen Rohrschnitt,

Fig. 9 die zweite Ausführungsform in einer Darstel­ lung entsprechend Fig. 2 mit ganz geschnit­ tenem Rohr,

Fig. 10 und 11 eine erste bzw. zweite Variante der zweiten Ausführungsform je in einer Darstel­ lung entsprechend Fig. 9.

Zum Herstellen der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 wird ein kreiszylindrisches Rohr 12 an seinem hinteren Ende zur Halterung mit einem eingesetzten Stutzen 14 und zur Fe­ derbildung mit vier gleichmäßig auf den Rohrumfang verteil­ ten, paarweise diametralen Durchbrüchen 16 bzw. 18 versehen, wobei die beiden schmaleren Durchbrüche 16 axial nach vorn durch je einen schmaleren Schlitz 20 bis zum vorderen Rohr­ ende 22, aber nicht bis zu dessen ebener Stirnfläche 24 gleichweit verlängert sind. Das ungeschlitzte vordere Rohrende 22 wird mit zwei diametralen radialen Bohrungen 26 als Wand­ durchbrüchen versehen, in denen ein beidseitig herausragender Rundstift 28 als Kontaktkörper mit kugelabschnittförmigen Außenkontaktstellen 30 einen Preßsitz erhält, der durch eine Verklebung der Stiftenden mit den Berandungen der Bohrungen 26 ersetzt oder ergänzt werden könnte.

Nachdem in die Rohrbohrungen 26 der Rundstift 28 eingesetzt ist, dessen beide Außenkontaktstellen 30 gleiche Abstände von der Längsachse des Rohres 12 haben, werden das vordere Rohrende 22 und der Rundstift 28 in einem Verfahrensschritt durch Anbringen eines in einer Axialebene liegenden Mittel­ schlitzes 32 halbiert und dadurch je in zwei spiegelbild­ liche Hälften 22.1 und 22.2 bzw. Taststifte 28.1 und 28.2 auf­ geteilt, wobei der Mittelschlitz 32 Anschluß an den Rohr­ schlitz 20 erhält, so daß jetzt ein Spreiztaster entstanden ist, dessen beide symmetrische Hälften durch je zwei schmale Rohrstege 34 auf beiden Seiten der breiteren Durchbrüche 18 an einem endseitigen Ringabschnitt 36 des Rohres 12 elastisch angelenkt sind.

Zum Spreizen der Tasterhälften wird durch den Stutzen 14 in das Rohr 12 axial ein nadelartiger Stab 38 eingeführt, der an seinem hinteren Ende mit einer Verbreiterung 40 zur Be­ rührung des Tastbolzens, beispielsweise einer Meßuhr, ver­ sehen ist und an seinem vorderen Ende einen symmetrischen Keil 42 aufweist, dessen je einem Taststift 28.1 oder 28.2 zugewandte ebene Flanken 44 die inneren Enden dieser Tast­ stifte punktuell berühren, so lange für eine nicht gezeigte minimale Anfederung gesorgt ist. Der Keil 42 greift also mit seiner in der Ebene der Schlitze 20 und 32 liegenden geraden Schneide 46 die Taststifte 28.1 und 28.2 trennend zwischen diese ein, um sie bei einem Vorschub des Stabes 38 auseinan­ derzudrängen, so daß sich ihre Außenkontaktstellen 30 an die Wandung 48 einer Bohrung 50 anlegen können. Dabei entfernen sich nicht nur die beiden Taststifte 28.1 und 28.2 voneinan­ der; das gilt auch für die beiden Hälften 22.1 und 22.2 des vorderen Rohrendes, da die Taststifte an diesen befestigt sind.

Die erste Variante der ersten Ausführungsform zeichnet sich gemäß Fig. 4 dadurch aus, daß die axial hinteren halbkreis­ scheibenförmigen Hälften der einander zugewandten inneren Enden der beiden Taststifte 28.1 und 28.2 zur Bildung zweier rechtwinkliger, spiegelbildlicher Eckaussparungen 52 entfernt sind, damit die beiden Flanken 44 des Stab-Keiles 42 dort auf parallele Kanten der verbliebenen vorderen halbkreis­ scheibenförmigen Hälften der inneren Enden der Taststifte treffen, wo diese beiden Kanten in einer axialen Längsebene des Rundstiftes 28 liegen, auf welcher die Längsachse des Rohres 12 senkrecht steht, falls seine beiden Hälften nicht gespreizt sind. Dadurch erhält man die aus der DE-A-19 32 674 Fig. 6 bekannte günstige Kraftübertragung.

Im übrigen unterscheidet sich die erste Variante der ersten Ausführungsform nicht von dieser.

Die zweite Variante der ersten Ausführungsform zeichnet sich gemäß Fig. 5 dadurch aus, daß die Taststifte 54.1 und 54.2 je aus einem radial inneren Abschnitt mit einem dem Durchmes­ ser des Rundstiftes 28 entsprechenden Einheitsdurchmesser und aus einem radial äußeren Abschnitt mit größerem Durch­ messer bestehen, welcher dementsprechend eine größere Außen­ kontaktstelle 30′ aufweist und in einer erweiterten Bohrung 26′ sitzt. Die Taststifte 54.1 und 54.2 weisen also eine rechtwinklige, kreiszylindrische Stufe auf, die um so höher ist, je weiter sich der Durchmesser des radial äußeren Stift­ abschnittes vom Einheitsdurchmesser entfernt.

Im übrigen unterscheidet sich die zweite Variante der ersten Ausführungsform nicht von dieser.

Die dritte Variante der ersten Ausführungsform zeichnet sich gemäß Fig. 6 und 7 dadurch aus, daß auf den aus dem Rohr 12 herausragenden, radial äußeren Enden der beiden Taststifte 28.1 und 28.2 je ein das zugeordnete Stiftende zentrisch auf­ nehmender, kegelstumpfförmiger Kranzring 56 befestigt sind, dessen konische Mantelfläche 56.1 bündig an die zugeordnete Außenkontaktstelle 30 anschließt und dessen Unterfläche 56.2 das Rohr 12 von außen berührt, wobei seine Ringkante 56.3 die Ebene der Rohr-Stirnfläche 24 berührt.

Im übrigen unterscheidet sich die dritte Variante der ersten Ausführungsform nicht von dieser.

Die vierte Variante der ersten Ausführungsform zeichnet sich gemäß Fig. 8 aus durch einen die beiden Kranzringe 56 der dritten Variante ersetzenden, durch den Mittelschlitz 32 unterbrochenen Ein­ führring 58, der axial vor den beiden Taststiften 28.1 und 28.2 auf dem vorderen Rohrende 22 befestigt ist und mit seiner konischen Außenumfangsfläche 58.1 bündig sowohl an die Rohr- Stirnfläche 24 als auch an die beiden Außenkontaktstellen 30 anschließt.

Im übrigen unterscheidet sich die vierte Variante der ersten Ausführungsform nicht von dieser.

Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spreiztasters unterscheidet sich von dessen erster Ausführungsform dadurch, daß gemäß Fig. 9 statt der radialen Bohrungen 26 zur Aufnahme der Taststifte 28.1 und 28.2 als Wanddurchbrüche des Rohres 12 an dessen Stirnfläche 24 gelegene, achsparallele Ein­ fräsungen 60 des vorderen Rohrendes 22 vorhanden sind. Diese stirnseitigen Einfräsungen 60 mit halbrundem Abschluß haben eine dem Durchmesser des Rundstiftes 28 entsprechende Breite und eine zwischen dem Radius und dem Durchmesser des Rund­ stiftes liegende axiale Länge, so daß die Taststifte 28.1 und 28.2 vorn weniger als zur Hälfte über die Rohr-Stirnfläche 24 hinaus aus den Einfräsungen herausragen.

Im übrigen unterscheidet sich die zweite Ausführungsform nicht von der ersten.

Die erste Variante der zweiten Ausführungsform zeichnet sich gemäß Fig. 10 dadurch aus, daß die Einfräsungen 60′ axial tiefer sind, so daß die beiden Taststifte 28.1 und 28.2 nicht aus dem vorderen Rohrende 22 herausragen, sondern völlig versenkt sind.

Im übrigen unterscheidet sich die erste Variante der zweiten Ausführungsform nicht von dieser.

Die zweite Variante der zweiten Ausführungsform zeichnet sich gemäß Fig. 11 dadurch aus, daß jeder Taststift 28.1 oder 28.2 als Außenkontaktstelle eine konische Oberfläche 30′′ aufweist, welche die kugelkappenförmige Außenkontaktstelle 30 der zweiten Ausführungsform ersetzt. Dank dieser konischen Oberfläche kann der Spreiztaster ohne Schwierigkeiten bis zum Grund einer Sack­ bohrung in diese eingeführt werden, weil sich die größte radiale Ausdehnung der Taststifte axial ganz vorn an den zwei gebogenen Kanten 62 befindet und die Taststifte axial dahinter radial kürzer werden, so daß eine Fehlausrichtung des Spreiztasters beim Einführen desselben in die Bohrung nicht stört.

Im übrigen unterscheidet sich die zweite Variante der zweiten Ausführungsform nicht von dieser.

Claims (11)

1. Spreiztaster für Längen-Messungen in Hohlräumen, insbesondere Bohrungen; mit einem Rohr, das an seinem vorderen Ende zur Bildung zweier Rohrhälften wenigstens dort einen achsparallelen Mittel­ schlitz aufweist, dessen Breite wesentlich geringer ist als die lichte Weite des Rohres, und mit einem Kontaktkörper versehen ist, den der Mittelschlitz halbiert, wobei jede Hälfte des Kontaktkörpers an der ihr zugeordneten Rohrhälfte befestigt und von einem Keil oder Kegel am vorderen Ende eines vom Rohr zentral aufgenommenen nadel­ artigen Stabes beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß als Kontaktkörperhälften zwei radiale Taststifte (28.1, 28.2) mit Außenkontaktstellen (30) vorgesehen und diese Stifte in je einem von zwei diametralen radialen Wanddurchbrüchen (Bohrungen 26) des vorderen Rohrendes (22) angeordnet sind, wobei jeder Tast­ stift mit der Berandung des ihn aufnehmenden Durchbruches verklebt und/oder durch Preßsitz verbunden ist (Fig. 2).

2. Spreiztaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wanddurchbrüche stirnseitige Einfräsungen (60) des vorderen Rohr­ endes (22) vorgesehen sind (Fig. 9 bis 11).

3. Spreiztaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taststifte (28.1, 28.2; 54.1, 54.2) an ihren radial inneren, vom Stab-Keil (42) oder -Kegel beaufschlagten Enden einen dessen Öff­ nungswinkel angepaßten Einheitsdurchmesser aufweisen (Fig. 2 und 5).

4. Spreiztaster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Taststift (54.1, 54.2) eine kreiszylindrische Stufe innerhalb des Rohres (12) aufweist (Fig. 5).

5. Spreiztaster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Normalzustand die Länge des Kontaktkörpers (Tast­ stifte 28.1 und 28.2) von unten angenähert dem zu messenden Boh­ rungsdurchmesser entspricht und daß die Krümmung einer Balligkeit der Außenkontaktstellen (30) von oben angenähert dem Reziprokwert der Hälfte des zu messenden Bohrungsdurchmessers entspricht.

6. Spreiztaster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Taststift (28.1, 28.2) als Außenkontaktstelle eine konische Oberfläche (30′′) aufweist (Fig. 11).

7. Spreiztaster nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Taststifte (28.1, 28.2) gegenüber der Stirnfläche (24) des vorderen Rohrendes (22) zurückversetzt und mit einem auf diesem sitzenden, vom Mittelschlitz (32) unterbrochenen Einführring (58) versehen sind, dessen Außenumfangsfläche (58.1) bündig an die Außenkontaktstellen (30) anschließt (Fig. 8).

8. Spreiztaster nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Taststifte (28.1, 28.2) gegenüber der Stirnfläche (24) des vorderen Rohrendes (22) zurückversetzt und an ihren aus dem Rohr (12) herausragenden Enden je ein das zugeordnete Stiftende zen­ trisch aufnehmender Kranzring (56) befestigt ist, dessen konische Mantelfläche (56.1) bündig an die Außenkontaktstelle (30) dieses Stiftendes anschließt (Fig. 6 und 7).

9. Verfahren zum Herstellen des Spreiztasters nach Anspruch 1, bei dem ein Rohr an seinem vorderen Ende mit einem Kontaktkörper verse­ hen wird und danach beide in Verbindung miteinander längs eines Durchmessers des Rohres mindestens über dessen vorderes Ende durch­ trennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das vor­ dere Rohrende (22) mit zwei diametralen radialen Wanddurchbrüchen (22 oder 60), gegebenenfalls Bohrungen (22), versehen und in diese ein beidenends herausragender Rundstift (28) als Kontaktkörper ein­ gefügt wird; und daß der Kontaktkörper (28) mit den Berandungen der beiden Wanddurchbrüche (22 oder 26) verklebt und/oder in diese ge­ preßt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, zum Herstellen des Spreiztasters nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (Fläche 24) des vorderen Rohrendes (22) an zwei diametralen Stellen in Längsrichtung gleich weit eingefräst und dabei mit einem halbrunden Abschluß zur Anlage des Rundstiftes (28) versehen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, zum Herstellen des Spreiz­ tasters nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführ­ ring (58) vor dem Durchtrennen angebracht und danach mit durchge­ trennt wird.