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Gerät zum Prüfen des Durchmessers enger, verhältnismäßig langer Bohrungen
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Geradheit enger, verhältnismäßig langer
Bohrungen, beispielsweise der Bohrungen von Gewehrläufen, mit Hilfe eines Autokollimationsverfahrens
zu prüfen, zu dessen Ausübung bekanntlich ein Fernrohr, in dessen Bildebene eine
beleuchtete Marke angebracht ist, und ein Planspiegel benutzt wird. Bei der Ausübung
dieses Verfahrens entzogen sich jedoch Bohrungsfehler, die ihren Grund in ungenauem
Einhalten des Durchmessers der Bohrungen hatten, der Aufmerksamkeit des Prüfenden.
Diese Fehler sind jedoch in vielen Fällen beim Gebrauche des geprüften Teiles, schädlich
und dürfen nicht vernachlässigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten, bisher vernachlässigten
Fehler der Nachprüfung zugänglich zu machen. Zur Prüfung dient ein Gerät, welches
erfindungsgemäß mit einem dem Durchmesser der zu prüfenden Bohrung angepaßten Spiegelträger
versehen ist, der aus zwei unter dem Einflusse von Durchmesseränderungen federnd
gegeneinander neigbaren Teilen besteht, deren jeder einen Planspiegel trägt. Bei
der Prüfung wird der Spiegelträger in der zu prüfenden Bohrung entlang geführt,
wobei jeder der Planspiegel in der Bildebene des Fernrohrs ein Bild der Fernrohrmarke
erzeugt und Änderungen der gegenseitigen Laffe der beiden Bilder Änderungen des
Durchmessers der Bohrung anzeigen. Man kann also beispielsweise so vorgehen, daß
man mit Hilfe einer Lehre für den normalen Bohrungsdurchmesser den gegenseitigen
Abstand der beiden Markenbilder feststellt und nun prüft, ob sich bei dem Entlangführen
der Spiegel in der zu prüfenden Bohrung Ab-
weichungen in der Größe dieses
Abstandes ergeben. Solche Abweichungen sind dann ein Zeichen dafür, daß die gerade
der Führung der Spiegel dienende Stelle der Bohrung einen fehlerhaften Durchmesser
hat.
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Die Marke des zu benutzenden Autokollimationsfernrohres wird man entsprechend
dem jeweiligen Verwendungszweck verschieden ausgestalten. In vielen Fällen kann
es vorteilhaft sein, als Märke eine Teilung und einen Zeiger zu wählen. Jeder der
Planspiegel bildet beide Markenteile in der Fernrohxbildebene ab, und es ist zweckmäßig,
die gegenseitige Lage der Markenteile so zu wählen, daß infolge der Neigung der
beiden Spiegel zueinander das von einem Spiegel erzeugte Bild des einen Markenteiles
in Beziehung zu dem vom andern Spiegel erzeugten Bilde des anderen Markenteiles
zu bringen ist. Für eine bestimmte, zu dem normalen Durchmesser der Bohrung gehörende
Neigung der beiden Spiegel kann bei entsprechender Anordnung des Zeigers zur Teilung
im Fernrohre leicht erreicht werden, daß das von einem der Spiegel- erzeugte Zeigerbild
auf
einen hervorgehobenen Punkt, beispielsweise den Anfangspunkt
oder den Nullpunkt des vom anderen Spiegel erzeugten Teilungsbildes fällt.
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Die Anwendung einer aus einer Teilung und einem Zeiger bestehenden
Fernrohrmarke ist nicht empfehlenswert, wenn die Spiegel beim Entlangführen in der
Bohrung außer der Verschiebung auch noch eine drehende Bewegung ausführen. Das wird
beim Prüfen von Gewehrläufen der Fall sein, deren Bohrung mit gewundenen Zügen versehen
ist, und zwar dann, wenn sich die Prüfung auf den Außendurchmesser der Züge erstreckt.
In solchen Fällen ist es angebracht, als FernrQhrmarke eine Gruppe konzentrischer
Kreise zu wählen.
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Auf der Zeichnung -ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Abb. i zeigt das Beispiel im Längsschnitt. Abb.2 gibt einen Einzelteil
des Beispiels in der Ansicht wieder, während in Abb. 3 das vom Beobachter bei der
Benutzung des Gerätes wahrgenommene Bild angegeben-ist. Abb. 4 stellt eine zweite
Ausführungsform des -Einzelteiles nach Abb.2 und Abb. 5 das bei Benutzung des Einzelteiles
nach Abb. 4 vom Beobachter wahrgenommene Bild dar.
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Dem Beispiel ist die Anwendung der Erfindung zum Prüfen der Bohrung
i einer Brennstoffpumpenbüchse 2 für Kraftfahrzeuge zugrunde gelegt. Das Prüfgerät
besteht aus einem Autokollimationsfernrohr, einem Spiegelträger und einem Maßstab.
Der Maßstab ist mit 3 bezeichnet. Der Spiegelträger hat zwei federnd durch einen
schmalen Steg 4 miteinander verbundene Teile 5 und 6, die dem Durchmesser der Bohrung
r angepaßt sind und von denen der Teil 5 mit mehreren Stützfüßchen 7, der Teil 6
mit einem Stützfüßchen 8 versehen ist. Am Teil s ist eine ebene Stirnfläche hochglanzpoliert,
deren Fläche 9 auf der durch die Stützfüßchen 7 bestimmten Geraden ungefähr senkrecht
steht, während an der anderen Stirnseite des Teiles 5 ein Führungsstab io befestigt
ist, der an seinem Ende einen Zeiger i i trägt. Der Teil 6 hat ebenfalls eine ebene,
hochglanzpolierte Stirnfläche i2. Diese Fläche 12 bildet mit der Fläche 9 einen
Winkel, der etwas kleiner als 18o° ist. Das Stützfüßchen 8 ist demjenigen Stützfüßchen
7 gegenüber gelegen, welcher der polierten Fläche 9 am nächsten liegt. Zwischen
die Teile 5 und 6 ist eine Feder 13 eingeführt, welche diese Teile auseinanderpreßt.
Das Autokollimationsfernrohr hat ein Gehäuse 14, in welches ein Objektiv is und
ein Okular 16 eingesetzt sind, in -deren gemeinsamer Brennebene eine Gesichts feldblende
17 angebracht ist. Im Gehäuse 14 ist ein Beleuchtungsprisma 18 so gefaßt, daß seine
Lichteintrittsfläche i9 der optischen Achse des Fernrohres parallel ist und außerhalb
des Gehäuses 14 liegt, während eine Spiegelfläche 2o und die Lichtaustrittsfläche
21 in das Gehäuse 1:4 hineinragen. Die Lichtaustrittsfläche 21 liegt in der Ebene
der Blende 17, die an dieser Stelle entsprechend ausgeschnitten ist. Das Prisma
18 ist von einem am Fernrohrgehäuse 14 angebrachten Lampengehäuse 22 überdeckt,
welches eine Glühlampe 23 enthält. Auf der Lichtaustrittsfläche 21 des Prismas 18
sind eine Teilung 24 und ein Zeiger 25 angegeben.
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Zur Prüfung werden die Büchse 2 und das Fernrohr in beliebiger Weise
so gelagert, daß die optische Fernrohrachse mit der Achse der Bohrung i ungefähr
zusammenfällt. Der Maßstab 3 wird- in der Verlängerung dieser gemeinsamen Achse
angebracht und der Spiegelträger in die Bohrung i eingeführt. Durch die Wand der
Bohrung werden die beiden Teile 5 und 6 entgegen dem Drucke der Feder 13 um einen
geringen Betrag zusammengepreßt, so daß sich der in unbelastetem Zustände von den
beiden Spiegelflächen 9 und 12 gebildete Winkel entsprechend verkleinert. Die Glühlampe
23 wird an einen Stromkreis angeschlossen, der sie zum Aufleuchten bringt. Das von
der Glühlampe 23 ausgestrahlte Licht durchsetzt die Lichteintrittsfläche i9, wird
an der Fläche 2ö in die Richtung der optischen Fernrohrachse abgelenkt und beleuchtet
die Markenteile 24 und 25 auf der Lichtaustrittsfläche 21. Da diese Fläche in der
Brennebene des Objektivs 15 liegt, bildet dieses die Marke 24, 25 in unendlicher
Entfernung ab. Die Abbildungsstrahlen, die das Objektiv 15 als parallelstrahlige
Bündel verlassen, werden an den Flächen 9 und 12 gespiegelt, und das Objektiv 15
entwirft zwei Bilder 2q', 25' und 24", 25" der Markenteile 24, 25 in der Ebene der
Blende 17. Die Bilder 24' und 2q." sowie 25' und 25" würden sich decken, wenn die
beiden Flächen 9 und 12 parallel wären. Je kleiner der von ihnen eingeschlossene
Winkel ist, um so weiter sind die einander entsprechenden Bilder gegeneinander verschoben.
Die Höhe der Füßchen 7 und 8 ist zweckmäßig so zu wählen, daß bei normalem Durchmesser
der Bohrung i das Zeigerbild 25" auf einem mittleren Teilstriche des Teilungsbildes
24' einspielt (Abb. 2). Bei geeigneter Wahl der Größe der Gesichtsfeldblende 17
werden dann die Bilder 24" und 25' außerhalb des Gesichtsfeldes liegen, vorn Beobachter
am Okular 16 daher nicht gesehen werden. Verschiebt man nunmehr den Spiegelträger
mit dem Führungsstabe io von einem Ende der Bohrung i zum anderen, dann zeigen sich
die Abweichungen vom Normaldurchmesser durch Verschiebungen des Zeigerbildes 25"
gegenüber
dem Teilungsbilde 2q.', die bei entsprechender Eichung
der Teilung 24 unmittelbar gemessen werden können. Die beschriebene Anordnung der
Stützfüßchen 7 und 8 gestattet, die Prüfung des Durchmessers der Bohrung i bis an
das vordere Ende der Büchse :2 auszudehnen, wobei die spiegelnden Flächen 9 und
i2 bereits aus der Büchse 2 herausragen. Die Lage der jeweils untersuchten Stelle
der Bohrung i ist aus der jeweiligen Stellung des Zeigers i i gegenüber der Teilung
des Maßstabes 3 ohne weiteres abzuleiten.
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Bei der in Abb. q. wiedergegebenen Ausführungsform ist eine Gruppe
konzentrischer Kreise 26 auf der Lichtaustrittsfläche 2i des Prismas 18 angegeben.
Diese Ausführungsform ist dann mit Vorteil anzuwenden, wenn infolge der Form der
Bohrung i bei den Längsverschiebungen des Führungsstabes io außerdem Drehungen der
Spiegelträgerteile 5 und 6 um die Achse der Bohrung i eintreten. Die polierten Flächen
9 und 12 erzeugen in der Blendenebene zwei Bilder 26' und 26" der konzentrischen
Kreise der Marke 26. Durch geeignete Anordnung dieser Marke 26 im Fernrohre und
entsprechende Neigung einer der Spiegelflächen 9 oder 12 gegenüber der optischen
Fernrohrachse kann man erreichen, daß eines dieser Bilder konzentrisch zur optischen
Achse liegt und sich bei den Bewegungen des Spiegelträgers nicht zu bewegen scheint,
d. h. sich nur um den Mittelpunkt der Kreise dreht. Das andere Markenbild beschreibt
dann Kreise um dieses erste Markenbild, wobei die Anzahl der jeweils von beiden
Bildern gegenseitig überdeckten Ringe ein Maß für die Größe des Durchmessers der
Bohrung i ist.