DE649773C - Vorrichtung zum Messen der Steigung an Gewindewerkstuecken - Google Patents

Vorrichtung zum Messen der Steigung an Gewindewerkstuecken

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DE649773C
DE649773C DEL87466D DEL0087466D DE649773C DE 649773 C DE649773 C DE 649773C DE L87466 D DEL87466 D DE L87466D DE L0087466 D DEL0087466 D DE L0087466D DE 649773 C DE649773 C DE 649773C
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2425Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Messen der Steigung an Gewindewerkstücken Zum Messen der Steigung an Gewindewerkstücken sind mechanische und optische Meßvorrichtungen gebräuchlich. Bei den mechanischen Meßvorrichtiungen werden meist als Vergleichsmaß aneinandergereihte Endmaße benutzt, während die Messung am Prüfwerkstück durch ein Fühlhebelgerät, z. B. eine Meßuhr oder ein Minimeter, erfolgt. Die Verwendung von Endmassen bedingt besonders bei großen Meßlängen eine umständliche zeitraubende Handhabung und ergibt durch die Summierung der jedem Endmaß anhaftenden Restfehler unzureichende Meßgenauigkeiten.
  • Die Projektionsmessung, bei der als Vergleichsmaß ein mikroskopisch abgelesener Strichmaßstab verwendet wird, hat den Nachteil, daß im Sehfeld des für die Werkstückbetrachtung vorgesehenen Mikroskops nicht der richtige, in der Schnittebene der Längsachse des Gewindes liegende Umriß des Gewindeprofils erscheint, sondern die Umrißlinie des über der Achsenschnittebene. liegenden, d. h. des voreilenden Gewindeteiles. Der Profilumriß ist daher nicht nur verzerrt, sondern auch verschwommen, so daß die Meßgenauigkeit ungünstig beeinflußt wird.
  • Bei der bekannten Achsenschnittmessung besitzt die optische Meßvorrichtung im wesentlichen den gleichen Aufbau wie bei der Projektionsmessung, nur werden zur Messung sogenannte Meßschneiden verwendet, die an die Gewindeflanken angelegt werden. Jede Meßschneide trägt in einem bestimmten Abstand parallel zur Schneidenkante einen feinen Haarstrich, der anstatt der Gewindeflanke durch das Mikroskop anvisiert wird. Die Handhabung dieser Vorrichtung ist verhältnismäßig umständlich, da das bei jedem Meßvorgang notwendige Neueinrichten der empfindlichen Meßschneiden Sorgfalt und Zeit erfordert. Die Vorrichtung bedingt ferner das Vorrätighalten einer verhältnismäßig großen Anzahl der kostspieligen Meßschneiden.
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Steigung an Gewindewerkstücken mittels abschwenkbaren Fühlhebelgeräts unter Verwendung eines mikroskopisch abgelesenen Strichmaßstabes, welcher zusammen mit dem zwischen Gegenhaltern drehbeweglichen Prüfwerkstück auf einem grob- und feinverstellbaren Schlitten angeordnet ist. Die neue Meßvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Gegenhalter eine Stirnplanfläche besitzt, gegen die das Prüfwerkstück über eine Kugel anliegt, und daß zu beiden Seiten des Prüf= Werkstücks mindestens zwei je für sich zu diesem axial und radial einstellbare Fiihlhebelgeräte angeordnet sind, welche vermittels gemeinsam betätigter, über Nocken auf die um ein Blattfedergelenk beweglichen Gerätehalter einwirkender kombinierter Schubkurbel- und Zahnstangengütriebe gleichzeitig in Meßstellung einschwenkbar sind.
  • Die angegebene Ausbildung der Gegenhalter ergibt eine günstige Punktanlage des Prüf- Werkstücks und sichert dessen einfaches und feinfühliges Ausrichten, da hierbei die Kugeln auf den Stirnplanflächen gleiten können.
  • Durch die Anordnung von zwei gegenüberliegenden Fühlhebelgeräten kann die Steigungsmessung gleichzeitig an beiden Flanken eines Gewindeganges durchgeführt werden, so daß sich der Zeitaufwand für das Ausmessen des Gewindewerkstücks gegenüber bekannten Vorrichtungen erheblich kürzer stellt. Mit der Anordnung gelingt es ferner, schärfere Meßergebnisse als bisher zu erzielen, wenn jede Gewindeflanlze gleichzeitig an zwei gegenüberliegenden Stellen geniessen Wird, wobei dann der Meßwert aus dem arithmetischen Mittel der Anzeigewerte beider Fiililliebelgeräte zti bilden ist. Infolge der vom Meßschlitten unabhängigen axialen und radialen Einstellbarkeit der Fühlhebelgerä te kann ihre Stellung leicht verschiedenen Werkstückdurchmessern sowie verschiedenen Werkstiicksteigungen angepaßt werden. Die angegebene Bewegungsübertragung gestattet init einfachen Mitteln, beide Fühlhebelgeräte rasch und gleichzeitig in -%,Ießlage zu bringen.
  • litt ganzen genommen wird durch das Zusammenwirken der kombinerten 1lerlcmale eine Steigungsnießvorrichtung erhalten, «-elche außerordentlich kurze Melazeiten und doch hochgenaue Meßergebnisse bei einfacher Ilandliabung ergibt. Besonders geeignet erweist sich die Vorrichtung zum Ausmessen verhältnismäßig langer Gewindewerkstücke, z B. Leitgewindespindeln.
  • Im weiteren wird für die im Anspruch 2 gekennzeichnete Einrichtung zum Feinverstellen des den Strichmafllstab und das Werkstück tragenden Schlittens Schurz begehrt.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand als Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Fig. I zeigt eilte Gesamtseitenansicht der Meßvorrichtung. Fig.2 ist eine Stirnansicht in größerem Maßstabe, welche die Art der Anordnung der mechanischen Meßmittel zeigt. Fig. 3 ist eilte teilweise Draufsicht in noch größerem Maßstabe nach Fig. 2. Fig. 4 zeigt im Längsschnitt eine Einrichtung zum Feinverstellen des Meßschlittens.
  • Das Belt i der Vorrichtung ist auf ein Funciament aufgesetzt und wird an mehreren Stellen durch einstellbare Setzstöcke 2 getragen und alt einem Ende von einer Rollenauflage 2'. Auf den Bettführungen ist ein Schlitten 3 geführt, welcher den Bezugslättgenmaßstab 4 und das Prüfwerkstück 5 trägt. Die Bettführungen sind als genau geschliffene Rundstäbe iu und fit' ausgebildet, die auf dem Bett i aufgeschraubt sind. Das Bett selbst besteht aus einem Walzprofilträger. Die Gegenführungen am Schlitten sind als Dollen ausgebildet, und zwar als einfache Laufrollen 3d, welche das Gewicht des Schlitteils auf die Führungen übertragen, sowie als gekreuzte Rollenpaare 3'-, welche die gerade Führung des Schlittens übernehmen. Die Verstellung des Schlittens kann deshalb mit größter Feinfühligkeit und ohne großen Kraftaufwand erfolgen.
  • Zur Schlittenverstellung sind Mittel zum Grob- und zum Feinver stellen vorgesehen. Die Grobverschiebung wird vorn Handrad 41 aus vorgenommen, «-elches einett nicht dargestellten Seilzug betätigt. Es könnte auch ein Zahnstangengetriebe hierzu Verwendung finden. Die Feinverstellung, die dazu dient, die Teilurigen des Maßstabes feinfühlig und genau gegenüber dein optischen Bezugssystem des Mikroskopes b einzustellen, ist aus I# ig. ,4 ersichtlich. Sie besitzt den folgenden Aufbau.: Auf dein Bett i ist ein Lagerbock 42 befestigt, welcher ein Schneckengetriebe 43, 4 aufnimmt. Die Bohrung der Schneckenradnabe ist mit Muttergewinde versehen, welches in das Außengewinde einer Biiclise 45 eingreift. Urn die Gewindeflanken stets in dichter Anlage zu halten, ist eine Feder 40 vorgesehen, die sich gegen die Stirnseite des Schneckenrades 44 abstützt und auf der anderen Seite gegen ein Längslager 4; auf der Büchse 45 anliegt. Durch die Büchse 45 ist eilte zylindrische Stange 48 hindurchgeführt, welche finit den' Schlitten 3 verbunden ist. Alt dein einen Ende der Büchse 45 ist eine Kleinineinrichtung vorgesehen, die wie folgt ausgebildet ist: In einer tangential zur Längsbohrung verlaufenden und diese um ein bestimmtes Maß überschneidenden Bohrung ist ein Klemmbolzei' 49 sowie eine Klenimllülse 5o geführt. Das Schaftende des Kleinmbolzelis 49 trägt Gewinde, auf welchem ein Klemmhebel 51 sitzt. Wird dieser Hebel s' verdreht, so drückt er über eine Hülse 52 die Hülse 5o gegen die Stange 48 und zieht gleichzeitig den Kleniinkopf des Bolzens 49 von der anderen Seite her dagegen. Die Klemmflächen am Bolzenkopf 49 und der Hülse 5o werden durch Auskehlungen entsprechend der Rundung der Stange 48 gebildet. Zum schnellen Lösen der Klemmeinrichtung ist eilte Feder 54 angeordnet, welche das Bestreben hat, den Bolzenkopf 49 und die Hülse 5o in entgegengesetzten Richtungen zu verschieben. Ist die Klemmeinrichtung gelöst, so kann der Schlitten vom Handrad 41 aus bewegt werden. Die Stange 48 gleitet dann in der Büchse 45. Nach erfolgter Grobverschiebung wird die Büchse 45, auf der Stange 48 in der beschriebenen Weise festgeklemmt. Der Schlitten ist somit blockiert. Die Feinverstellung wird dann vom Handrad 53 aus, welches das Schneckengetriebe 43, 44 betätigt, vorgenommen. Die Verschiebebewegung wird dabei über das Muttergewinde der Schneckenradnabe, welches mit dem Gewinde auf der Büchse 45 in Eingriff steht, dem Schlitten mitgeteilt.
  • Bezugsmaßstab und Prüfwerkstück sind gleichachsig zueinander angeordnet. Die Ablesung des feingeteilten Längenmaßstabes 4 erfolgt durch ein Mikroskop 6, welches aneinem Halter 7, 8 in Höhenrichtung und in Richtung der Maßstabachse einstellbar ist. Der Halter 8 ist am Maschinenbett i angeordnet. Das Prüfwerkstück 5, z. B. eine Gewindespindel, wird durch Mikrotastgeräte 9 geprüft. Zusätzlich ist noch ein Mikroskop io vorgesehen, welches in ähnlicher Weise wie das Mikroskop 6 von einem Halter i i, i2 getragen wird. Der Längenmaßstab 4 wird von mehreren prismatischen Unterstützungsböckchen 13 aufgenommen. Die Auflageflächen sind hierbei als Schneiden ausgebildet, so daß eine sehr genaue Lagerung gewährleistet ist. Die Unterstützungsböckchen 13 sind in Nuten des Schlittens 3 verschiebbar und festklemmbar. Die axiale Abstützung des Maßstabes erfolgt durch zwei Gegenhalter 14. Die Anlagepunkte werden durch Mikrometerschrauben i4a gebildet, so daß ohne Beeinflussung der Schlittenstellung eine Verschiebung des Maßstabes auf einen gewünschten Ausgangswert möglich ist. Das Prüfwerkstück 5 (Gewindespindel) wird an mehreren Stellen von j e zwei gegenüberliegenden Unterstützungsböckchen 15 aufgenommen. Diese sind in Längsnuten des Schlittens 3 ein-und feststellbar. Eine Verstellung der Unterstützungsbäckchen wird beim Auswechseln von Werkstücken mit verschiedenen Längenabmessungen nötig und ferner, um bei veränderter Gewindesteigung des Werkstückes die Anlagefläche in richtige Anlage mit dem Außenumfang des Gewindeganges zu bringen. Die Führungsflächen für die Bäckchen 15 sind zur senkrechten Mittelebene des Schlittens 3 geneigt angeordnet, so daß, von der Stirnseite gesehen, eine prismaartige Werkstückauflage entsteht. Die Auflageflächen werden durch die Stirnflächen der Bolzen i5a gebildet, welche in den Bäckchen 15 gelagert sind. Die Bolzen 15a sind durch Mikrometer 15b fein verstellbar, so daß ein leichtes Ausrichten des Werkstückes möglich ist. Die axiale Abstützung des Prüfwerkstückes 5 erfolgt an jedem Werkstückende durch zwei reitstockartige Gegenhalter 16 und 17. Der eine Gegenhalter ist auf dem Schlitten 3 befestigt, während der andere auf einer Längsführung ein- und feststellbar ist, um sich verschiede= nen Werkstücklängen anzupassen. DerGegenhalter 17 ist als Teilvorrichtung ausgebildet, um eine Messung des Werkstückes allseitig, d. h: auf dem gesamten Steigungsverlauf innerhalb einer Ganghöhe durchführen zu können. Die Teilvorrichtung ist in bekannter Weise durchgebildet, beispielsweise nach dem unmittelbaren Teilverfahren arbeitend, mit einer Teilscheibe i7a, die mit Rasten 17b versehen ist, in die ein Indexstift 17c einschnappt. Das Werkstück ist mit der Teilvorrichtung durch einen Mitnehmer 1711 bekannter Art verbunden. Das Werkstück 5 steht an beiden Enden über Kugeln 18 mit den Gegenhaltern 16 und 17 in Anlage. Die Kugeln 18 werden von dem Zentrierkegel am jeweiligen Werkstückende aufgenommen und zweckmäßig noch zusätzlich unterstützt. Sie legen sich `gegen die Stirnplanflächen der Gegenhalter an. Auf diese Weise wird eine günstige Punktanlage des Werkstückes erhalten und, was noch wichtiger ist, die genaue Einstellung des Werkstückes (Ausrichten) in Höhenrichtung kann ohne Schwierigkeiten' erfolgen, da die Kugeln an den Planflächen entlanggleiten können. Die insbesondere zur Steigungsprüfung dienenden Mikrotastgeräte 9 sind in einem Halter ig befestigt. Der Taststift ga des Gerätes 9 liegt gegen einen zwischen Spitzen 20, 21 gelagerten zweiarmigen Hebel 22 an. Das eine Ende des Hebels 22 ist als Meßschneide oder auch als Kugelknopf ausgebildet und wird in messende Berührung mit der Flanke des Gewindes gebracht. Eine Feder 23' hält stets die Verbindung zwischen Hebel 22 und Taststift 911 des Gerätes 9 aufrecht. Der Halter ig für das Mikrotastgerät ist in rechtwinklig gekreuzten Richtungen mittels des Knopfes 23 bzw. 24 einstellbar. Wird am Knopf 23 gedreht, so bewegt sich das Tastgerät auf einer Führung 25 in Richtung der Werkstückachse und durch Drehen am Knopf 24 auf einem Führungsbolzen 26 radial zum Werkstück. Auf dem oberen Teil der Führungen 25 und 26 befindet sich jeweils eine Verzahnung (Zahnstange), in die ein von dem Knopf 23 bzw. 24 bewegtes Zahnritzel eingreift. Die Stellung des Halters ig, iga wird von einem Knopf 27 aus, welcher einen Exzenter 29" bewegt, fixiert. Hierbei wird die untere Fläche des Teiles iga gegen die Fläche 28a des Teiles 28 gepreßt, in dem auch der Führungsbolzen 26 befestigt ist. Der Träger 28 ist über- ein Gelenk, im vorliegenden Falle durch eine Blattfeder 29, mit dem am Maschinenbett i befestigten Halterteil 30 verbunden. Durch die Gelenkverbindung wird ein rasches Ein- und Ausbringen des Meßgerätes g in und außer Meßstellung ermöglicht. Die Meßstellung wird hierbei 'durch Anschläge 31 bestimmt. Die Anschläge 31, welche zweckmäßig in Blattfederbreite voneinander entfernt sind, befinden sich am Träger 28 und wirken mit Gegenanschlägen 32 am festen Trägerteil 30 zusammen.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind zwei 1likrotastgeräte auf gegenüberliegenden Werkstüekseiten angeordnet, so daß gleichzeitig beide Gewindeflanken anessend erfaßt werden können. Um ein gleichzeitiges An-und Abschwenken der -.\lil:rotastger:ite zti erhalten, ist die folgende Einrichtung vorgesehen: Im Maschinenbett i ist eine Querwelle 33 gelagert, die an jedem Ende einen Kurbelzapfen 33' trägt. An den beiden Kurbelzapfen greifen Schubstangen 3-ly, 3411 an. Diese Schubstangen sind über ein Gelenk 3.1c miteinander verbunden. Die Stange 3d.ü ist in dem festen Halterteil 30 geführt und besitzt am oberen Ende eine Zahnstange 35, in welche ein Zahnsegment 36 eingreift. Das Zahnsegment 36 ist auf einem im Halterteil 30 drehbar gelagerten Bolzen 37 befestigt, auf dem ferner ein Nocken 38 sitzt. . Dieser drückt gegen die Fläche -28r1 des Halters 28 und bewirkt so eine Schwenkbewegung des Halters 28 tun das Blattfedergelenk 29. I3in Blattfedergelenk hat gegenüber anderen Gelenkverbindungen den Vorteil völliger Spielfreiheit, und es tritt keine Reibung auf. Wird nun die Oberwelle 33 verdreht, beispielsweise von einem am Bedienungsstand angeordneten Handrad .1o aus über einen Kettentrieb 39, so wird über die beschriebene Getriebeverbindung ein gleichzeitiges An- oder Abschwenken der gegenüberliegenden Meßgerüte 9 bewirkt.
  • Der illeßvorgaiig ist wie folgt: Nachdem das Prüfwerkstück 5 auf dein Schlitten 3 aufgebracht und genau ausgerichtet ist, wird der Schlitten in seine Ausgatigsstellung bewegt, die mit Hilfe des 1@@Iikrö skops 6 am Längenmeßstab .4 zti bestimmen ist. Alsdann werden die beiden Mikrotastgerä te 9 in Meßstellung eingeschwenkt. Dabei werden die Zeigerstellungen der Mikrotastgeräte vorgemerkt. Darauf werden die Meßgeräte 9 wieder vom Werkstück abgeschwenkt und der Schlitten 3 durch die beschriebenen Verstellmittel um ein Vielfaches der Steigung des Gewindewerkstückes verschoben. Die Verschiebestrecke wird am Maßstab d. durch das Meßinikroskop ö genau eingestellt. Bei blockiertem Schlitten 3 werden die Mikrotastgeräte 9 wieder in 1Ießstellung eingeschwenkt. Ist die Steigung am Werkstück genau, so müssen die Zeiger der Tastgeräte wieder denselben Wert anzeigen wie in der Ausgangsstellung. Abweichungen am Steigungsmaß «erden durch die veränderte Zeigerstellung erkennbar. Die Teilung des Gerätes läßt eine Ablesung von 0,00 1 nim zu.
  • Der beschriebene Meßvorgang wird mehrere Male in verschiedenen Längenabständen am Werkstück wiederholt, und zwar zweckmäßig an verschiedenen Stellen am Umfang der Gewindefläche unter Benutzung der Teilvorrichtung 17. Die Nachprüfung des Umrisses des Gewindeprofils kann auf optischem Wege mittels des Mikroskopes io vorgenominen werden, welches in bekannter Weise für diese Zwecke ausgebildet ist.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Älessen der Steigung an Gewindewerkstücken mittels abschwenkbaren Fühlhebelgeräts unter Verwendung eines mikroskopisch abgelesenen Strichmaßstabes, welcher zusammen mit dein zwischen Gegenhaltern drehbeweglichen Prüfwerkstück auf einem grob und fein verstellbaren Schlitten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Gegenhalter eine Stirnplanfläche besitzt, gegen die das Prüfwerkstück über eine Kugel anliegt, und daß zu beiden Seiten des Prüfwerkstücks mindestens zwei je für sich zu diesem axial und radial einstellbare Fühlhebelgeräte. angeordnet sind, welche vermittels gemeinsam betätigter, über Nocken auf die um ein Blattfedergelenk beweglichen Gerätehalter einwirkender kombinierter Schubkurbel-und Zahnstangengetriebe gleichzeitig in Meßstellung einschwenkbar sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine am Schlitten (3) befestigte Stange (48), deren Länge im wesentlichen der Hublänge des Schlittens entspricht, ferner eine darübergesteckte Kleininbülse (50) mit Mitteln zum Festklemmen derselben auf der Stange sowie ein ortsfestes Schneckengetriebe, dessen Schneckenrad durch ein in der Schneckenradnabe angebrachtes Muttergewinde mit einem auf der Klemmhülse befindlichen Außengewinde in Eingriff steht, so daß durch die Betätigung des Schneckengetriebes bei auf der Stange festgeklemmter Hülse diese mit Stange und Schlitten eine Längsverschiebung erfährt.
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