DE4333916A1

DE4333916A1 - Pneumatic measuring means (measuring equipment)

Info

Publication number: DE4333916A1
Application number: DE19934333916
Authority: DE
Inventors: Albrecht Banzhaf
Original assignee: INGBUERO ERNEST LEHNERT GmbH
Current assignee: INGBUERO ERNEST LEHNERT GmbH
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1995-04-06

Abstract

In the case of pneumatic measuring means for determining the dimensional accuracy (accuracy to size, trueness) of workpieces by means of at least one measuring air nozzle through which the measuring air is applied to an area determining the dimensions of the workpiece, it being possible for the measuring air supply line of the nozzle to be optionally connected by means of a reversing valve to the measuring air nozzle or at least one exhaust air nozzle, the aim is to simplify the setting of a reference point for a measurement which is to be carried out, and to render it possible for such settings to be reproduced. This is achieved when the reversing valve is constructed as a seat valve (metal-to-metal valve) and the single exhaust air nozzle provided is constructed as an adjustable butterfly valve (throttling valve), when a pneumatic-electric pressure transducer to which an electric display unit is connected is connected upstream of the reversing valve in the measuring air supply line, and when, furthermore, in the measuring air supply line an adjustable amplifying restrictor is connected upstream of the pneumatic-electric pressure transducer and a pressure-limiting valve is connected upstream of said restrictor. A measuring spring can be arranged between the area determining the dimensions and the measuring air nozzle. In the event of an exchange of the measuring means, eg test mandrel or measuring jaw, the setting determined can be adjusted without renewed use of setting gauges (reference gauges, masters).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Meßmit tel zum Feststellen der Maßhaltigkeit von Werkstücken durch mindestens eine Meßluftdüse, durch die die Meßluft eine maßbestimmende Fläche des Werkstückes beaufschlagt und deren Meßluftzuleitung mittels eines Umschaltventiles wahlweise mit der Meßluftdüse oder mindestens einer Ab luftdüse verbindbar ist.The invention relates to a pneumatic measuring device tel to determine the dimensional accuracy of workpieces through at least one measuring air nozzle through which the measuring air applied to a dimension-determining surface of the workpiece and their measuring air supply by means of a changeover valve either with the measuring air nozzle or at least one Ab air nozzle is connectable.

Bei einem bekannten Meßmittel dieser Art (DE-PS 25 34 163) ermöglicht es, ein als Schieber- oder Dreh ventil ausgebildetes Umschaltventil wahlweise zwei Durch flußdüsenbohrungen als Abluftdüsen anstelle der Verbin dung zu der Meßluftdüse in die Meßluftzuleitung einzu schalten. Die Durchflußcharakteristik jeder dieser Durch flußdüsenbohrungen entspricht dabei einer zu messenden Abmessung und ermöglicht dadurch das Einstellen eines dem Meßmittel zugeordneten, pneumatischen Anzeigegerätes. Die ses Meßmittel arbeitet allein nach dem Durchflußprinzip, so daß nur begrenzte, geringe Längen der Meßluftzuleitung zugelassen werden können, ohne die Ergebnisse zu verfäl schen. Eine Umsetzung von pneumatischen Signalen in elektrische Signale, die in einem Meßrechner verarbeitet werden könnten, ist hierbei nicht vorgesehen.In a known measuring device of this type (DE-PS 25 34 163) allows one as a slider or rotary valve-designed changeover valve optionally two through Flow nozzle holes as exhaust air nozzles instead of the connector to the measuring air nozzle in the measuring air supply line switch. The flow characteristics of each of these River nozzle bores correspond to one to be measured Dimension and thereby enables the setting of a Pneumatic display device assigned to measuring means. The This measuring device works solely on the flow principle, so that only limited, small lengths of the measuring air supply can be approved without falsifying the results . Implementation of pneumatic signals in electrical signals processed in a measuring computer could not be provided here.

Bekannt ist auch bereits ein pneumatischer Meßdorn (DE-PS 39 40 371), bei dem die durch die Meßluftdüsen austreten de Meßluft nach Maßgabe der gemessenen Abmessung in der Meßluftzuleitung einen Staudruck erzeugt, der als Meßwert der Abmessung über einen in die Meßluftzuleitung einge schalteten pneumatisch-elektrischen Druckmeßwandler in einem Anzeigegerät sichtbar gemacht werden kann.A pneumatic measuring mandrel (DE-PS 39 40 371), in which they exit through the measuring air nozzles de measuring air in accordance with the measured dimension in the Measuring air supply line generates a dynamic pressure, which is the measured value the dimension over a in the measuring air supply switched pneumatic-electrical pressure transducers in can be made visible to a display device.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Einstellen eines Bezugs punktes für eine durchzuführende Messung zu vereinfachen und die Reproduzierbarkeit solcher Einstellungen zu ermög lichen. The object of the invention is to set a reference point for a measurement to be carried out and to enable the reproducibility of such settings lichen.

Diese Aufgabe ist bei einem Meßmittel der eingangs genann ten Art dadurch gelöst, daß das Umschaltventil als Sitz ventil und die einzige vorgesehene Abluftdüse als ein stellbares Drosselventil ausgebildet ist, daß in der Meß luftzuleitung dem Umschaltventil ein pneumatisch-elektri scher Druckmeßwandler mit an diesem angeschlossenen elek trischen Anzeigegerät vorgeschaltet ist, und daß in der Meßluftzuleitung ferner dem pneumatisch-elektrischen Druckmeßwandler eine einstellbare Verstärkungsdrossel und dieser ein Druckbegrenzungsventil vorgeschaltet ist.This task is the one mentioned at the beginning of a measuring device ten Art solved in that the switching valve as a seat valve and the only intended exhaust nozzle as one adjustable throttle valve is designed that in the measuring air supply line to the changeover valve a pneumatic-electri pressure transducer with connected elec trical display device is connected upstream, and that in the Measuring air supply also the pneumatic-electrical Pressure transducers and an adjustable boost throttle this is preceded by a pressure relief valve.

Diese Merkmale wirken hierbei in dem Sinne zusammen, daß das als Sitzventil ausgebildete Umschaltventil eine hohe Dichtigkeit aufweist und dadurch Druckverluste vermieden werden, während es die Ausbildung der Abluftdüse als ein stellbares Drosselventil ermöglicht, den bei Einsatz einer Einstell-Lehre mit bekannter Abmessung durch Stau auftretenden Wert des Druckes in der Meßluftzuleitung nach Umschaltung des Umschaltventiles an dem Drosselventil mit Hilfe des elektrischen Anzeigegerätes einzustellen, wobei der eingestellte Wert des Druckes als dem Meßmittel und seinem Bezugspunkt zugeordneter Wert, der dem bekannten Maß einer Einstell-Lehre entspricht, in der Form eines elektrischen Signales speicherbar ist. Dieser Wert eines Bezugspunktes der Messungen liegt hierbei auf dem Wert einer Einstell-Lehre mit Kleinstmaß oder zwischen den Wer ten einer Einstell-Lehre mit Kleinstmaß und einer solchen mit Größtmaß. Durch die vorgeschaltete einstellbare Ver stärkungsdrossel ist die Verstärkung des durch den Stau sich in der Meßluftzuleitung aufbauenden Druckes einstell bar, wobei das Druckbegrenzungsventil der Konstanthaltung des Druckes am Eingang der Meßluftzuleitung dient.These features work together in the sense that the changeover valve designed as a seat valve is high Has tightness and thus pressure losses avoided be while it is training the exhaust nozzle as a adjustable throttle valve enables that when in use a setting gauge with known dimensions due to traffic jams occurring value of the pressure in the measuring air supply line Switchover of the changeover valve on the throttle valve with Adjust the help of the electrical display device, whereby the set value of the pressure as the measuring means and its reference point, the known value Dimension corresponds to a setting gauge, in the form of a electrical signals can be stored. This value one The reference point of the measurements is the value a setting gauge with the smallest dimension or between who a setting gauge with the smallest dimension and such with the greatest measure. Thanks to the adjustable Ver Strengthening choke is the amplification of the traffic jam pressure builds up in the measuring air supply line bar, keeping the pressure relief valve constant of the pressure at the inlet of the measuring air supply line.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen pneumatischen Meßmittels besteht auch darin, daß wegen des sich durch Stau in der Meßluftzuleitung aufbauenden Druckes das ein stellbare Drosselventil in beliebigem Abstand von Um schaltventil und Meßluftdüsen, z. B. in einem einen Meß rechner enthaltenden Schrank, also außerhalb von Berei chen gesteigerter Verschmutzungsgefahr vorgesehen werden kann. Dies ist bei nach dem Durchflußprinzip arbeitenden Meßmitteln, die auf die Durchflußcharakteristik abge stimmt sind, nicht möglich.An important advantage of the pneumatic according to the invention Measuring means also consists in that because of the Congestion in the pressure building up the pressure adjustable throttle valve at any distance from Um switching valve and measuring air nozzles, e.g. B. in a one measurement computer-containing cabinet, so outside of the area Chen increased risk of pollution are provided can. This is for those working on the flow principle Measuring means that depend on the flow characteristics are true, not possible.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Meßmittels besteht darin, daß zwischen der maßbestimmenden Fläche und der Meßluftdüse eine Meßfeder angeordnet ist, deren maximale Auslenkung durch mechanische Mittel begrenzt ist.There is an advantageous embodiment of the measuring means in that between the dimension-determining surface and the Measuring air nozzle a measuring spring is arranged, the maximum Deflection is limited by mechanical means.

Hierbei beaufschlagt die durch die Meßluftdüse austretende Meßluft die maßbestimmende Fläche nicht direkt. Vielmehr kommt die Meßfeder an der maßbestimmenden Fläche zur An lage und die sich daraus ergebende Auslenkung der Meßfe der bestimmt nach Maßgabe des auftretenden Ausströmungs widerstandes für die aus der Meßluftdüse austretende Meß luft den sich in der Meßluftzuleitung durch Stau auf bauenden Druck.In this case, the one exiting through the measuring air nozzle is acted upon Measuring air does not directly affect the dimension-determining surface. Much more the measuring spring comes to the dimension-determining surface location and the resulting deflection of the Meßfe which is determined in accordance with the outflow occurring resistance for the measurement emerging from the air nozzle air that is in the measuring air supply line due to traffic jams building pressure.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet für pneumatische Meßmittel sind Meßdorne, über deren Außenumfang verteilt mindestens zwei Meßluftdüsen angeordnet sind. Solche Meßdorne dienen dem Ausmessen von Öffnungen, insbesondere dem Ausmessen des Innendurchmessers kreisförmiger Öffnungen. Hierbei sind vorzugsweise zwei Meßluftdüsen diametral gegenüber liegend in dem Meßdorn angeordnet.An important area of application for pneumatic measuring equipment are arbors, distributed over their outer circumference at least two measuring air nozzles are arranged. Such gauges serve the measurement of openings, in particular the measurement of the inner diameter of circular openings. Here are preferably two measuring air nozzles diametrically opposite arranged horizontally in the arbor.

Ein anderes Anwendungsgebiet für pneumatische Meßmittel sind Meßrachen mit mindestens einem Rachenschenkel, in dem mindestens eine auf eine maßbestimmende Fläche ge richtete Meßluftdüse angeordnet ist. Solche Meßrachen dienen dem Ausmessen der Dicke von Werkstücken. Auch bei Meßrachen kann zwischen der maßbestimmenden Fläche und der Meßluftdüse eine Meßfeder angeordnet sein.Another area of application for pneumatic measuring equipment are measuring throats with at least one throat leg, in the at least one on a dimension-defining surface directed measuring air nozzle is arranged. Such kites are used to measure the thickness of workpieces. Also at Measuring jaws can be between the dimension-determining surface and a measuring spring can be arranged in the measuring air nozzle.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines pneu matischen Meßmittels mit einem Meßdorn schematisch dar gestellt. In the drawing is an embodiment of a tire matical measuring device with a measuring mandrel schematically posed.

Ein Meßdorn 1 weist einen zentralen Endabschnitt 2 einer Meßluftzuleitung 3 auf. An den Endabschnitt 2 schließen sich im Bereich des vorderen Endes des Meßdornes 1 zwei diametral gegenüberliegende, radiale Meßluftdüsen 4 an, denen in achsparallelen Nuten 3 in dem Meßdorn 1 angeord nete Meßfedern 6 mit ihren vorderen Enden vorgelagert sind. Die Meßfedern 6 sind im Bereich ihres rückwärtigen Endes mittels Schrauben 7 in den Nuten 3 befestigt. Im Bereich des vorderen Endes der Meßfedern 6 durchgreifen weitere Schrauben 8 die Meßfedern 6; diese weiteren Schrauben 8 dienen als mechanische Mittel zur Begrenzung der Auslenkung der Meßfedern 6.A measuring mandrel 1 has a central end section 2 of a measuring air supply line 3 . At the end section 2 close in the region of the front end of the measuring mandrel 1 two diametrically opposite, radial measuring air nozzles 4 , which are arranged in axially parallel grooves 3 in the measuring mandrel 1 angeord designated measuring springs 6 with their front ends. The measuring springs 6 are fastened in the grooves 3 in the region of their rear end by means of screws 7 . In the area of the front end of the measuring springs 6, further screws 8 pass through the measuring springs 6 ; these further screws 8 serve as mechanical means for limiting the deflection of the measuring springs 6 .

Dem vorderen Ende des Meßdornes 1 vorgelagert sind zwei Einstell-Lehren 9 dargestellt, von denen die eine ein Kleinstmaß und die andere ein Größtmaß repräsentiert. Im Bereich seines rückwärtigen Endes ist an dem Meßdorn 1 ein Anschlagring 10 vorgesehen.Upstream of the front end of the measuring mandrel 1 , two setting gauges 9 are shown, one of which represents a small size and the other a large size. A stop ring 10 is provided on the measuring mandrel 1 in the region of its rear end.

Die Meßluftzuleitung 3 enthält in Durchströmungsrichtung nacheinander ein Druckbegrenzungsventil 11, eine einstell bare Verstärkungsdrossel 12, einen pneumatisch-elektri schen Druckmeßwandler 13, an den ein elektrisches Anzei gegerät 14 angeschlossen ist, und ein als Sitzventil 15 ausgebildetes Umschaltventil. Mittels des Sitzventiles 15 kann die Meßluftzuleitung 3 wahlweise mit dem Endabschnitt 2 in dem Meßdorn 1 und mit einem einstellbaren Drosselven til 16 verbunden werden. In dem Drosselventil 16 kann durch Verdrehen einer Einstellschraube 17 der Ausströmungs widerstand und damit das Maß des sich in der Meßluftzu leitung 3 durch Stau aufbauenden Druckes eingestellt wer den.The measuring air supply line 3 contains in the flow direction one after the other a pressure relief valve 11 , an adjustable boost throttle 12 , a pneumatic-electrical pressure transducer 13's , to which an electrical indicator 14 is connected, and a switching valve designed as a seat valve 15 . By means of the seat valve 15 , the measuring air supply line 3 can optionally be connected to the end section 2 in the measuring mandrel 1 and with an adjustable Drosselven valve 16 . In the throttle valve 16 , the outflow resistance can be adjusted by turning an adjusting screw 17 and thus the degree of the pressure in the measuring air supply 3 that builds up due to the build-up of pressure.

Aus diesem Aufbau ergibt sich folgende Grundfunktion des pneumatischen Meßmittels. Wenn das Sitzventil 15 die Meß luftzuleitung 3 mit dem Endabschnitt 2 verbindet und eine Einstell-Lehre 9 mit dem Meßdorn 1 zusammenwirkt, stellt sich durch Stau in der Meßluftzuleitung 3 ein Druck ein, dessen Wert an dem Anzeigegerät 14 angezeigt wird. Die ses Anzeigen wird sowohl für die Einstell-Lehre 9 mit Kleinstmaß als auch für die Einstell-Lehre 9 mit Größt maß vorgenommen, wobei das Druckbegrenzungsventil 11 und die Verstärkungsdrossel 12 so eingestellt werden, daß die angezeigten Werte den bekannten Maßen der beiden Einstell- Lehren 9 entsprechen. Nach Umschalten des Sitzventils 15 auf die Verbindung der Meßluftzuleitung 3 mit dem Dros selventil 16 kann bei unveränderter Einstellung von Druck begrenzungsventil 11 und Verstärkungsdrossel 12 durch Be tätigen der Einstellschraube 17 ein Zwischenwert zwischen den beiden vorher angezeigten Werten, die die Maße der beiden Einstell-Lehren 9 repräsentieren, eingestellt, ab gelesen und gespeichert werden. Dieser Zwischenwert stellt den Bezugspunkt für Messungen mit dem Meßdorn 1 dar.The following basic function of the pneumatic measuring device results from this construction. When the poppet valve 15 connects the measuring air supply line 3 to the end section 2 and an adjusting gauge 9 interacts with the measuring mandrel 1 , a pressure is set in the measuring air supply line 3 due to a jam, the value of which is displayed on the display device 14 . This display is made both for the setting gauge 9 with the smallest dimension and for the setting gauge 9 with the greatest dimension, the pressure limiting valve 11 and the boost throttle 12 being set such that the displayed values correspond to the known dimensions of the two setting gauges 9 correspond. After switching the seat valve 15 to the connection of the measuring air supply line 3 with the throttle valve 16 can with an unchanged setting of the pressure relief valve 11 and boost throttle 12 by actuating the adjusting screw 17, an intermediate value between the two previously displayed values, which are the dimensions of the two setting gauges 9 represent, set, read and saved. This intermediate value represents the reference point for measurements with the measuring mandrel 1 .

Bei Einsatz eines anderen Meßdornes 1′, dem Einstell-Leh ren 9′ zugeordnet sind, werden bei Verbindung der Meßluft zuleitung 3 mit dem Endabschnitt 2 bei unveränderter Ein stellung von Druckbegrenzungsventil 11 und Verstärkungs drossel 12 durch Einsatz der beiden Einstell-Lehren 9′ die beiden entsprechenden Werte an dem Anzeigegerät 14 angezeigt, abgelesen und gespeichert. Nach Umschalten des Sitzventils 15 auf die Verbindung der Meßluftzuleitung 3 mit dem Drosselventil 16 wird bei unveränderter Einstel lung der Einstellschraube 17 bin Zwischenwert an dem An zeigegerät 14 angezeigt, abgelesen und gespeichert. Die ser Zwischenwert stellt den Bezugspunkt der Messungen mit dem Meßdorn 1′ dar.When using a different mandrel 1 ', the setting Leh ren 9 ' are assigned, when connecting the measuring air supply line 3 with the end section 2 with unchanged A setting of the pressure relief valve 11 and reinforcement throttle 12 by using the two setting gauges 9 ' two corresponding values are displayed, read and stored on the display device 14 . After switching the seat valve 15 to the connection of the measuring air supply line 3 with the throttle valve 16 , the setting screw 17 bin intermediate value on the display device 14 is displayed, read and stored with the setting unchanged. The water intermediate value represents the reference point of the measurements with the measuring mandrel 1 '.

Bei Wechsel der Meßdorne 1, 1′, . . . können die so ermittel ten Werte bei Stellung des Sitzventils 13 zur Verbindung der Meßluftzuleitung 3 mit dem Drosselventil 16 einju stiert werden.When changing the gauges 1 , 1 ',. . . the values determined in this way when the seat valve 13 is in position for connecting the measuring air supply line 3 to the throttle valve 16 can be adjusted.

Bei Austausch von Meßdornen 1, 1′, . . . sind somit nicht je desmal erneut Einstell-Lehren 9, 9′, . . . zu verwenden. Messungen sind bei Stellung des Sitzventils 13 zur Verbin dung der Meßluftzuleitung 3 mit dem Endabschnitt 2 in dem Meßdorn 1, 1′, . . . durchzuführen.When exchanging mandrels 1 , 1 ',. . . are therefore not ever again setting teachings 9 , 9 ',. . . to use. Measurements are at the position of the seat valve 13 for connec tion of the measuring air supply line 3 with the end section 2 in the mandrel 1 , 1 ',. . . perform.

Claims

1. Pneumatic measuring means for determining the dimensional accuracy of workpieces by at least one Meßluftdü se, through which the measuring air acts on a dimension-determining surface of the workpiece and whose Meßluftzulei device can be connected by means of a changeover valve either with the measuring air nozzle or at least one exhaust air nozzle, characterized in that the Umschaltven valve as a poppet valve ( 15 ) and the only provided exhaust nozzle as an adjustable throttle valve ( 16 ) is formed from that in the measuring air supply line ( 3 ) the changeover valve a pneumatic-electrical pressure transducer ( 13 ) with connected to this electrical rule display device ( 14 ) is connected upstream, and that in the measuring air supply line ( 3 ) also the pneumatic-electrical pressure transducer ( 13 ) has an adjustable boost throttle ( 12 ) and this is a pressure limiting valve ( 11 ) connected upstream.

2. Measuring means according to claim 1, characterized in that between the dimension-determining surface and the Meßluftdü se ( 4 ) a measuring spring ( 6 ) is arranged, the ma ximal deflection by mechanical means ( 8 ) be limited.

3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that at least two measuring air nozzles ( 4 ) are arranged distributed over the outer circumference of a measuring mandrel ( 1 ).

4. Measuring device according to claim 3, characterized in that two measuring air nozzles ( 4 ) are arranged diametrically opposite one another.

3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one measuring air nozzle ( 4 ) in at least one throat leg of a measuring kite is angeord net.