DE4117085A1 - Vorrichtung zur messung des radius von kreisbogenfoermig gekruemmten werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Radius eines kreisbogenförmig gekrummten Werkstücks mit einem Biegewinkel, der vorzugsweise kleiner als 180° ist.

Auf vielen Gebieten der Verarbeitung von metallischen Profi­ len oder Rohren tritt die Aufgabe auf, solche Teile in einem vorgegebenen Radius zu biegen und den hergestellten Radius dann auch bezüglich seines Biegeradius zu kontrollieren. Die meßtechnische Ermittlung des Radius eines Werkstücks, welches einen Biegewinkel von weniger als 180° einschließt, bereitet dabei zumindest dann Probleme, wenn es sich um größere Werk­ stücke mit großen Radien - z. B. mehr als 1 Meter - handelt. In solchen Fällen, in denen in in einem Produktionsprozeß immer wieder Rohre oder andere Profile mit gleichem Radius gebogen und weiterverarbeitet werden müssen, werden in der Regel genau hergestellte Schablonen zur Überwachung des vor­ gegebenen Biegeradius verwendet. Falls jedoch Werkstücke nur selten und dann mit jeweils unterschiedlichen Maßen gebogen werden müssen, ist der Einsatz von entsprechenden Schablonen aus Kosten- und oft auch aus Platzgründen nicht sinnvoll.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Messung des Radius von Biegeteilen mit einem Biege­ winkel von vorzugsweise weniger als 180° anzugeben, welche einfach aufgebaut ist und mit hinreichender Genauigkeit den Radius eines gebogenen Werkstücks zu ermitteln erlaubt.

Ausgehend von den mathematischen Zusammenhängen über die Länge der Sehne, der Höhe und des Radius eines Kreisab­ schnitts wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein mit seinen Enden an der konkav bogenförmig gekrümmten - be­ züglich ihres Radius zu bestimmenden - Fläche des Werkstücks anlegbares Sehnen-Lineal vorgegebener Länge; ein mittig im oder am Sehnen-Lineal rechtwinklig zu dessen Längserstreckung geführtes Höhen-Lineal; und durch eine Meßeinrichtung zur Messung des Überstandes des freien Endes des Höhen-Lineals über das Sehnen-Lineal bei 3-Punkt-Anlage der Enden des Seh­ nen-Lineals und des freien Endes des Höhen-Lineals am zu mes­ senden Werkstück. Somit ist die - geeignet gewählte - Länge der Sehne durch die Länge des Sehnen-Lineals vorgegeben und die Möglichkeit der Verschiebung des Höhen-Lineals rechtwink­ lig zum Sehnen-Lineal erlaubt es, bei einem Werkstück vorge­ gebener Krümmung das freie Ende des Höhen-Lineals bis in An­ lage an das Werkstück zu schieben und somit die Höhe zu mes­ sen. Aus der vorgegebenen Länge des Sehnen-Lineals und der gemessenen Länge des Überstandes des Höhen-Lineals ist dann der Radius über die bekannten mathematischen Zusammenhänge errechenbar, wobei eine jeweils erneute Berechnung des Radius bei jeder Messung durch Radientabellen, in denen der zu einer bestimmten Höhenmessung bei vorgegebener Sehnenlänge gehö­ rende Radius aufgelistet ist oder auch durch entsprechende schaubildliche Darstellung, aus der der jeweilige Radius ent­ nehmbar ist, vermeidbar ist.

Das Sehnen-Lineal ist vorzugsweise aus Metall hergestellt und weist mittig eine Schiebeführung für das ebenfalls aus Metall hergestellte Höhen-Lineal auf, dessen an dem zu messenden Werkstück anzulegendes Ende zweckmäßig mit einer Meßschneide oder -kante versehen ist.

Die zur Messung des Überstandes des Höhen-Lineals über das Sehnen-Lineal vorgesehene Skalierung wird zweckmäßig auf dem Höhen-Lineal vorgesehen, wobei dann am Sehnen-Lineal eine der Skalierung gegenüberstehende Ablesemarke oder -kante vorgese­ hen ist.

Die Skalierung selbst kann in Längeneinheiten zur direkten Messung des Überstandes des freien Endes des Höhen-Lineals über die Meßkante des Sehnen-Lineals, d. h. in cm oder mm, ge­ eicht sein.

Alternativ kann die Skalierung auch in Längeneinheiten des dem jeweils gemessenen Überstand des freien Endes des Höhen- Lineals entsprechenden Radius des Kreisbogens des zu messen­ den Werkstücks entsprechend geeicht sein, so daß dann also an der Ablesemarke des Sehnen-Lineals ein Wert - in cm oder mm - abgelesen wird, welcher direkt die Länge des zugehörigen Radius ergibt.

Entsprechend der neueren Entwicklung von Meßgeräten kann auch eine das Maß des Überstandes des freien Endes des Höhen-Line­ als über das Sehnen-Lineal in Form von elektrischen Signalen ermittelnde Längen-Meßeinheit vorgesehen sein, welcher eine das jeweils ausgegebene elektrische Signal in das Maß des je­ weils zugehörigen Überstands umsetzende, in das Maß des zuge­ hörigen Werkstück-Radius umrechnende und an eine Anzeige-Ein­ heit ausgebende Rechner-Einheit nachgeschaltet ist.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläu­ tert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer in der erfin­ dungsgemäßen Weise ausgebildeten Radien-Meß­ vorrichtung für kreisbogenförmig gekrümmte Werkstücke in perspektivischer Darstellungs­ weise; und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Radien-Meßvorrich­ tung, gesehen in Richtung des Pfeils 2 in Fig. 1.

Die in der Zeichnung gezeigte, in ihrer Gesamtheit mit 10 be­ zeichnete Vorrichtung zur Messung des Radius von kreis­ bogenförmig gekrümmten Werkstücken setzt sich im einfachsten Fall aus zwei Teilen, nämlich einem Sehnen-Lineal 12 von vor­ gegebener Länge und einem mittig in einer Schiebeführung des Sehnen-Lineals 12 rechtwinklig zu dessen Längsmittelachse verschieblich gehalterten Höhen-Lineal 14 zusammen. Im darge­ stellten Fall sind beide Lineale 12 und 14 aus metallischen Rechteckprofilen hergestellt, wobei die Schiebeführung von einer das Höhen-Lineal 14 passend aufnehmenden, sich recht­ winklig über das Sehnen-Lineal erstreckenden Vertiefung 16 an der Unterseite des Sehnen-Lineals gebildet wird. Auf der obe­ ren Flachseite des in die Vertiefung 16 eingelegten Höhen- Lineals 14 ist eine in der gewünschten Längeneinheit, z. B. in mm oder cm, geeichte Meßskala 18 eingraviert, die im vor­ liegenden Fall an der oberen Querkante des Sehnen-Lineals 12 als Ableskante abgelesen werden kann. Der 0-Punkt der Meß­ skala 18 fällt in diesem Fall mit dem oberen, als senkrechte Meßschneide 20 ausgebildeten freien Ende des Höhen-Lineals 14 zusammen.

Die Anwendung der Meßvorrichtung 10 erfolgt - z. B. an einem Rohrbogen - so, daß das Sehnen-Lineal 12 mit seinen oberen - dann als Meßschneiden dienenden - Eckkanten auf der konvexen Seite des Rohrbogens angelegt und dann das Höhen-Lineal bis zur Anlage seines als Meßschneide 20 ausgebildeten Endes ebenfalls in Anlage an den Rohrbogen geschoben wird. An der oberen Querkante des Sehnen-Lineals 12 wird dann der zugehö­ rige Wert des Überstands des Höhen-Lineals 14 über diese Querkante auf der Meßskala 18 abgelesen. Dem abgelesenen Wert des Überstands entspricht dann ein bestimmter, aus Tabellen oder grafischen Darstellungen entnehmbarer oder auch er­ rechenbarer Wert des Radius der auf der konvexen Seite in halber Höhe gemessenen Mantellinie des Rohrbogens. Um zu dem auf die Rohr-Mittelachse bezogene Radius zu kommen, muß dann lediglich zu dem aus dem Überstand ermittelten Radienwert der halbe Durchmesser des Rohrbogens addiert werden.

Die Umrechnung des Überstands h des Höhen-Lineals 14 über die obere Querkante des Sehnen-Lineals 12 läßt sich relativ ein­ fach aus der Formel

errechnen, worin

s - die Länge der oberen Querkante des Sehnen- Lineals 12,
h - der Überstand des Höhen-Lineals 14 und
r - der zugehörige Radius des Bogens des gemessenen Werkstücks

ist.

Durch Auflösung dieser Formel nach r und Einsetzen des vorge­ gebenen Maßes der Länge des Sehnen-Lineals 12 in der Einheit der Meßskala 18 läßt sich dann der Radius r errechnen. Um eine jedesmal erneute Rechnung bei jeder Messung zu vermei­ den, wird diese Rechnung zweckmäßig für jeden Wert des Über­ standes h nur einmal errechnet und die zusammengehörenden Werte für h und r in einer Tabelle oder auch einer grafischen Darstellung eingetragen, wobei die grafische Darstellung es ermöglicht, auch auf unterschiedliche Werte der Länge s bezo­ gene Kurvenscharen zu berechnen und einzutragen, so daß eine solche grafische Darstellung dann auch für Meßgeräte mit un­ terschiedlicher Länge des Sehnen-Lineals 12 verwendbar ist.

Für eine bestimmte Vorrichtung 10 kann natürlich für den in Frage kommenden Meßbereich die auf dem Höhen-Lineal 14 ein­ gravierte Meßskala 18 auch bereits in Werten des zugehörigen Radius geeicht sein, so daß dann eine Umrechnung oder die Be­ nutzung einer Tabelle oder grafischen Darstellung entfällt, weil der Radius direkt abgelesen werden kann. Auch die Wei­ terbildung als Meßgerät, bei dem der ermittelte Meßwert oder der Radius direkt numerisch in einem Display abgelesen wird, ist bei Verwendung einer entsprechenden elektronischen Meß­ und Rechenschaltung möglich.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Messung des Radius eines kreisbogenförmig gekrümmten Werkstücks mit einem Biegewinkel, der vorzugsweise kleiner als 180° ist, gekennzeichnet durch
ein mit seinen Enden an der konkav bogenförmig gekrümmten Fläche des Werkstücks anlegbares Sehnen-Lineal (12) vorgege­ bener Länge (s);
ein mittig im oder am Sehnen-Lineal (12) rechtwinklig zu dessen Längserstreckung geführtes Höhen-Lineal (14); und
durch eine Meßeinrichtung zur Messung des Überstands (h) des freien Endes des Höhen-Lineals (14) über das Sehnen- Lineal (12) bei 3-Punkt-Anlage der Enden des Sehnen-Lineals (12) und des freien Endes des Höhen-Lineals (14) am zu mes­ senden Werkstück.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sehnen-Lineal (12) aus Metall hergestellt ist und mittig eine Schiebeführung (16) für das ebenfalls aus Metall herge­ stellte Höhen-Lineal (14) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Höhen-Lineal (14) aus einem am zu messenden Werkstück an­ zulegenden Ende mit einer Meßschneide oder -kante (20) ver­ sehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Höhen-Lineal (14) eine Skalierung (18) vorgesehen ist, der eine am Sehnen-Lineal (12) vorgese­ hene Ablesemarke oder -kante zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierung (18) in Längeneinheiten zur direkten Messung des Überstands (h) des freien Endes des Höhen-Lineals (14) über die Meßkante des Sehnen-Lineals (12) geeicht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierung (18) in Längeneinheiten des dem jeweils gemes­ senen Überstand (h) des freien Endes des Höhen-Lineals (14) entsprechenden Radius (r) des Kreisbogens des zu messenden Werkstücks entsprechend geeicht ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeich­ net durch eine das Maß des Überstands (h) des freien Endes des Höhen-Lineals (14) über das Sehnen-Lineal (12) in Form von elektrischen Signalen ermittelnde Längen-Meßeinheit, wel­ cher eine das jeweils ausgegebene elektrische Signal in das Maß des jeweils zugehörigen Überstands umsetzende, in das Maß des zugehörigen Werkstück-Radius (r) umrechnende und an eine Anzeige-Einheit ausgebende Rechner-Einheit nachgeschaltet ist.