DE4235140A1 - Zweipunkt-Bohrungsmeßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweipunkt-Bohrungsmeßgerät zum radialen Messen des Durchmessers einer kreisrunden Bohrung, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem aus der DD-WPS 46.545 bekannten Gerät dieser Art ist der messende Tastbolzen (5) unmittelbar vom Ansatz (11) geführt und wird seine radiale Bewegung mittels eines Winkelhebels (6) auf eine axiale Stange (3) umgelenkt, welche die Bolzenbewegung auf den axialen Meßstift (20) einer Meßuhr (4) überträgt, an welcher nach Kalibrierung (Eichung oder Nullung) der abso­ lute bzw. relative Meßwert ablesbar ist. Vor dem Einführen der Zentriereinheit und des Tastbolzens, die in der Meßebene der Bohrung mit der Meßachse längs einem Bohrungsdurchmesser anzuordnen sind (Ausrichten bzw. Zentrieren), in die Bohrung wird mittels eines am Griff (2) angeordneten zweiten Winkel­ hebels (25) gegen die auf den Meßstift (20) der Uhr wirkende Rückstellkraft der formschlüssig angelenkte Tastbolzen (5) so weit zurückgezogen, daß das Gerät ohne Anstoßen an der Mündungskante der zu messenden Bohrung in diese eingeführt werden kann. Beim Loslassen des zweiten Winkelhebels (25) am Gerätgriff schiebt die den Tastbolzen (5) beaufschlagende Feder der Meßuhr (4) den Bolzen zum Messen vor, bis dessen Meßpunkt die Bohrungswandung berührt. Alsdann kann der Meß­ wert an der Uhr abgelesen werden.

An dem bekannten Gerät ist nachteilig, daß zu einer Änderung des Meßbereiches ein Auswechseln des den Gegenpunkt zum Meß­ punkt bildenden Kontaktkörpers erforderlich ist, worauf neu kalibriert werden muß, und daß die Meßbewegung um 90° um­ gelenkt werden muß, bevor sie abgelesen werden kann. Das be­ deutet einen erhöhten Meß- bzw. Herstellaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein diese Nachteile vermeidendes Bohrungsmeßgerät zu schaffen, welches bei einem Wechsel des Meßbereiches einfach zu handhaben ist und einen einfacheren Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe ist durch das Gerät gemäß Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, daß die Gesamtlänge von Rahmen und Tastbolzen in einem relativ großen Bereich einstellbar ist, kann der andere Kontaktkörper bei allen Messungen in diesem Bereich verwendet werden; und dadurch, daß die optische oder elek­ trische (z. B. kapazitive) Ablesung des Meßwertes an dem den Tastbolzen-Rahmen führenden Ansatz möglich ist, entfällt eine Übertragung der Meßbewegung des Tastbolzens auch dann, wenn die (z. B. digitale) Anzeige des abgelesenen Meßwertes nicht am Lesekopf selbst, sondern entfernt davon erfolgt, wobei die Entfernung durch ein herkömmliches Kabel überbrückt werden kann, das durch den Griff des Gerätes geführt ist, aber auch mittels Funkübertragung zwischen Sender am Lese­ kopf und Empfänger am Anzeigegerät überbrückt werden könnte.

Zum Lagern und Festlegen des Tastbolzens eignen sich die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2. Dabei ist es dank der erfindungsgemäßen Skalenlesung an Ort und Stelle ohne weiteres möglich, den gerade eingestellten Meßbereich des Gerätes außerhalb der zu messenden Bohrung festzustellen, da der angezeigte gelesene Meßwert dem für alle Meßbereiche gleichen Überhub des Tastbolzens entspricht, dessen Vorlauf beim Einführen des Gerätes in die zu messende Bohrung gerade auf Null rückgängig gemacht wird, wenn der Bohrungsdurch­ messer den Sollwert hat.

Die Anordnung einer Druckschraubenfeder gemäß Anspruch 3 zur Beaufschlagung des Tastbolzens ersetzt die Rückstellung desselben, z. B. durch die bekannte Meßuhr, die erfindungs­ gemäß mit einem keine Rückstellkraft entwickelnden Skalen­ lesekopf mit Nah- oder Fernanzeige ausgetauscht ist. Dabei gewährleisten die beiden Anschläge gemäß Anspruch 3 für den beweglichen Tastbolzen, daß die diesen beaufschlagende Feder im gesamten eingestellten Meßbereich einschließlich Vorhub unter Vorspannung steht.

Falls gemäß Anspruch 4 ein Maßstab (Lineal) Skalenträger ist, der relativ zum Tastbolzen fein eingestellt werden kann, läßt sich Verschleiß an den Kontaktkörpern ohne weiteres kompensieren.

Bei einer Ausgestaltung und Anordnung gemäß Anspruch 5 des bezüglich des Tastbolzens diametralen unbeweglichen Kontakt­ körpers kann dieser bei Verschleiß als Kugel leicht aus­ gewechselt werden.

Auch beim erfindungsgemäßen Bohrungsmeßgerät ist es wie bis­ her möglich, den radial unbeweglichen Kontaktkörper um dessen Verschleißmaß längs der Meßachse nachstellbar an­ zuordnen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand einer durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten bevorzugten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Zweipunkt-Bohrungsmeßgerätes zum radialen Messen des Durchmessers einer kreisrunden Bohrung im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine oben abgebrochen und teilweise längsgeschnitten dargestellte Seiten­ ansicht der Ausführungsform in einer angedeuteten Bohrung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 Dargestellte;

Fig. 3 ein Detail einer Variante der Aus­ führungsform.

Im Ausführungsbeispiel weist das erfindungsgemäße Zweipunkt- Bohrungsmeßgerät im Meßeinsatz in einer kreisrunden Bohrung mit zwei in der Meßebene gelegenen diametralen Stützpunkten A und B der Bohrungswandung einen diese dort berührenden Meß- bzw. Gegenpunkt auf, nämlich die Kontaktstellen 2 und 1, welche die radiale Meßachse 1-2 definieren und durch eine Kugelkappe 22 bzw. Kugel 1 im radialen Scheitel derselben gebildet sind. Dabei ragt die feste Kontaktstelle 1 der Kugel 20 aus einer Überwurfmutter 26 heraus, die auf ein diese Kugel mit ihrem Mittelpunkt auf der Meßachse 1-2 lagerndes Ende eines hohlen, abgestuft kreiszylindrischen Hauptkörpers 9 geschraubt ist, dessen anderes Ende offen ist und den radial inneren Abschnitt eines Tastbolzens 6 auf­ nimmt, der ein kreiskappenförmiges Profil mit einem Innen­ winkel von mehr als 180° aufweist und mit seiner durch die Abflachung entstandenen ebenen Oberfläche eine optisch les­ bare Skala 13 trägt, die sich über den inneren Abschnitt des Tastbolzens 6 erstreckt, dessen radial äußerer Abschnitt an seinem freien Ende die Kugelkappe 22 trägt, deren gedach­ ter Mittelpunkt ebenfalls auf der Meßachse 1-2 liegt. Der Tastbolzen 6 besteht aus zwei komplementären Teilen, von denen einer ein die Skala 13 aufweisender Maßstab 28 ist, der gegenüber dem ihn wie einen Schlitten führenden Bolzen­ teil mittels einer Stellschraube 18 mit Feingewinde parallel zur Meßachse 1-2 positionierbar ist.

Das optische Lesen der Skala 13 innerhalb der Bohrung 5 des Hauptkörpers 9 erfolgt mittels eines flachen quaderförmigen Skalenlesekopfes 12, der in den Hauptkörper 9 eingelassen ist, und zwar ungefähr mittig in Bezug auf die Längsachse der zu messenden Bohrung. Dieser Lesekopf 12 ist mit einer nullbaren digitalen Anzeige 15 für absolute bzw. relative Meßwerte versehen.

Der quer in der zu messenden Bohrung liegende Hauptkörper 9 ist ein Ansatz an einem mit ihm verschraubten achsparalellen Halterohr 11 als Verlängerung eines länglichen Griffen 17 zur Handhabung des Gerätes. Die Verbindungsstelle des Halte­ rohres 11 und des angesetzten Hauptkörpers 9 sitzt auch bei maximal in dessen Bohrung 5 eingezogenem Tastbolzen 6 außer­ mittig zwischen dem Lesekopf 12 und einem der Überwurfmutter 26 benachbarten Zentrierschuh 3 mit Druckschraubenfeder 4, die als Zentriereinheit koaxial auf dem Hauptkörper 9 sitzen. Zwei Zentrierpunkte Z des Schuhes 3, welche die Bohrungs­ wandung in zwei Stützpunkten E und F berühren, definieren eine Zentriersehne Z-Z des diese Zentrierpunkte enthaltenden Bohrungsschnittkreises (siehe Fig. 2). Jene Zentriersehne Z-Z schneidet die Meßachse 1-2 rechtwinklig in der Meßebene, die durch die beiden Zentrierpunkte Z sowie die beiden Kon­ taktstellen 1 und 2 bestimmt ist und bei korrekter Ausrich­ tung des Meßgerätes von der Längsachse der zu messenden Bohrung senkrecht durchstoßen wird.

Der an das Halterohr 11 mit Griff 17 rechtwinklig angesetzte Hauptkörper 9 führt längs der Achse seiner Bohrung 5 einen zum Griff 17 hin offenen, ungefähr quaderförmigen Rahmen 8 mit zwei stirnseitigen Schenkeln 8.1 und 8.2, von denen der durchbohrte zweite Schenkel 8.2 auf dem Hauptkörper 9 zwi­ schen dem Lesekopf 12 einerseits und dem Halterohr 11 an­ dererseits sitzt, während der ebenfalls mit einer Bohrung 24 versehene Rahmenschenkel 8.1 frei getragen vor dem offenen Ende des Hauptkörpers 9 angeordnet ist und den äußeren Ab­ schnitt des Tastbolzens 6 aufnimmt, dessen Maßstab 28 mit Skala 13 durch einen Puffer 14 belegt ist, der ein kreis­ zylinderabschnittförmiges Zwischenstück zum Ausfüllen der Bohrung 24 über der Abflachung des Tastbolzens 6 zur Scho­ nung der Skala 13 darstellt und drehbar am inneren Ende einer gerändelten Fixierschraube 7 angeordnet ist. Diese Fixier­ schraube 7 spannt in der Rahmenbohrung 24 den jeweils darin befindlichen Zwischenabschnitt des Tastbolzens 6 ein, so daß sich dieser nur zusammen mit dem Rahmen 8 längs des Haupt­ körpers 9 bewegen kann, und zwar beispielsweise von der in Fig. 1 gezeichneten ungefähren Mittelstellung des linken Rahmenschenkels 8.2 aus nach links um das Längenmaß C bis zum Anschlag am Halterohr 11 und nach rechts um das Längen­ maß D bis zum Anschlag am Lesekopf 12, dessen flächige An­ lage am Maßstab 28 eine gemeinsame Drehung des Tastbolzens 6 zusammen mit seinem Rahmen 8 um die Längsachse der Bohrung 5 des Hauptkörpers 9, also um die Meßachse 1-2, verhindert. Die von der bolzenfesten Kugelkappe 22 gebildete Kontakt­ stelle 2 am Stützpunkt B der Bohrungswandung ist also nicht nur mit dem Rahmen 8 verschiebbar, sondern auch relativ zu diesem verstellbar, um einem geänderten Meßbereich Rechnung tragen zu können. Damit diese Kontaktstelle 2 aber auch eine federnde ist, befindet sich zwischen der radialen Stirnfläche des offenen Endes des Hauptkörpers 9 einerseits und der ihr gegenüberliegenden, die innere Kante der Bohrung 24 berandenden Fläche des Rahmenschenkels 8.1 eine auf dem Tastbolzen 6 sitzende, stets vorgespannte Druckschraubenfeder 10, die dafür sorgt, daß der Tastbolzen 6 immer radial nach außen beaufschlagt ist.

Bei der Variante der zuvor beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Zweipunkt-Bohrungsmeßge­ rätes befindet sich die vom Lesekopf 12 getrennte, durch ein Kabel mit ihm verbundene digitale Anzeige 16 am Griff 17′. Diese Annäherung der Anzeige an die Augen des Gerät­ benutzers ist bei Tieflochmessungen besonders vorteilhaft.

Claims (6)

1. Zweipunkt-Bohrungsmeßgerät zum radialen Messen des Durch­ messers (A-B) einer kreisrunden Bohrung mittels zweier dia­ metraler Kontaktkörper (Kugel 20 an Hauptkörper 9 und Kugel­ kappe 22 an Tastbolzen 6), die je einen die Bohrungswandung berührenden Meß- bzw. Gegenpunkt (Kontaktstellen 2 und 1) aufweisen, die auf einer radialen Meßachse (1-2) angeordnet sind, und von denen einer (Kugelkappe 22) an einem messenden Tastbolzen (6) vorgesehen ist, der radial beweglich in einem querliegenden Ansatz (Hauptkörper 9) am axial inneren Ende der Verlängerung (Halterohr 11) eines in die zu messende Bohrung achsparallel dazu einführbaren länglichen Griffes (17) angeordnet sowie durch eine rückstellende Meßkraft radial nach außen beaufschlagt ist; mit einer längs des An­ satzes (Hauptkörper 9) radial verschieblich angeordneten, federbeaufschlagten Zentriereinheit (Schuh 3) mit mindestens einem Paar Zentrierpunkten (Z) zum Berühren der Bohrungs­ wandung in zwei Stützpunkten (E und F), die auf einer Zen­ triersehne (Z-Z) eines Bohrungsschnittkreises liegen, welche die Meßachse (1-2) als Mittellot auf diese Sehne senkrecht schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastbolzen (6) mit einer physikalisch lesbaren Skala (13) oder einem Skalenlesekopf versehen und in seiner Längsrich­ tung verstellbar an einem schlittenartigen Rahmen (8) ange­ ordnet ist, der längs der Meßachse (1-2) vom Ansatz (Haupt­ körper 9) geführt ist, welcher einen stationären Skalen­ lesekopf (12) bzw. eine physikalisch lesbare Skala trägt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastbolzen (6) in einer Bohrung (24) des Rahmens (8) lagert und diese mit einer querstehenden Fixierschraube (7) zum Festlegen des Tastbolzens am Rahmen versehen ist, wobei diese Schraube gegebenenfalls über ein Zwischenstück (Puffer 14) am Tastbolzen angreift.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die rückstellende Meßkraft erzeugende Druckschraubenfeder (10) zwischen der dem Meßpunkt (Kontaktstelle 2) zugewandten Stirnseite des Ansatzes (Hauptkörper 9) und der Berandung der Bohrung (24) des Rahmens (8) für den Tastbolzen (6) an­ geordnet ist, wobei der zumindest dem Überhub des Tastbolzens entsprechende Federweg gegebenenfalls mittels eines den Griff (17) mit dem Ansatz verbindenden Halterohres (11) als radial inneren Anschlag und mittels des Skalenlesekopfes (12) als radial äußerem Anschlag für einen benachbarten Rahmenschenkel (8.2) begrenzt ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein die Skala (13) aufweisender Maßstab (28) relativ zum Tastbolzen (6) Längs der Meßachse (1-2) ver­ stellbar am Bolzen angeordnet ist, wozu gegebenenfalls eine Stellschraube (18) mit Feingewinde vorgesehen ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in das dem gegebenenfalls nachstellbaren Ge­ genpunkt (Kontaktstelle 1) zugewandte geschlossene Ende des Ansatzes (Hauptkörper 9) eine Kugel (20) zum Teil eingelassen ist und diese Kugel aus einer Überwurfmutter (26) mit dem Gegenpunkt zum Teil radial hervorragt, welche auf jenes An­ satzende geschraubt ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dessen radial unbeweglicher Kontaktkörper (Kugel 20) um dessen Verschleiß­ maß längs der Meßachse (1-2) nachstellbar ist (ohne Figur).