DE6810857U

DE6810857U - Einrichtung mit mindestens einer tastduese zum pruefen von werkstuecken

Info

Publication number: DE6810857U
Application number: DE19686810857
Authority: DE
Original assignee: SAI AG
Current assignee: SAI AG
Priority date: 1967-12-14
Filing date: 1968-12-11
Publication date: 1969-06-04
Also published as: CH500472A; AT285197B

Description

Saia AG., Murten (Schweiz)

Einrichtung mit mindestens einer Tastdüse zum Prüfen von Werkstücken.

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Es sind verschiedene Verfahren zum Prüfen von Werkstücken durch Abtasten mittels luftgespiesener Düsen bekannt, bei welchen eine oder mehrere Düsen gegen bestimmte Stellen eines Werkstücks angenähert und damit beispielsweise festgestellt wird, ob die ge- ' prüften Stellen auf die richtige Tiefe bearbeitet seien. Dieses Vorgehen ist beschränkt auf die Prüfung ganz bestimmter Stellen von'Werkstücken.

Es ist auch bekannt, ebene Werkstückflächen grosserer Abmessungen dadurch auf Oberflächengüte zu prüfen, dass die ebene

Stirnseite eines Messkopfes mit einer ringförmigen, weiten Nut, in welche an einer Stelle Druckluft zugeführt wird, gegen die zu prüfende Oberfläche angelegt wird und dass aus dem sich in der Nut aufbauenden Druck, der ein Mass für die zwischen der Werkstückfläche und der Stirnseite des Messkopfes vorhandene Undichtheit darstellt, auf die Oberflächengüte geschlossen wird. Dieses Messverfahren eignet sich nicht zur Prüfung von Oberflächen mit grösseren Unebenheiten oder Unstetigkeiten wie Bohrungen, Absetzungen und dergleichen, weil es unmöglich ist, auf der ganzen Länje der Nut einen gleichmässigen Druck aufzubauen und damit brauchbare

Empfindlichkeit zu erzielen.

Demgegenüber liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, auch Werkstückoberflächen mit grösseren Unebenheiten und Unstetigkeiten zuverlässig prüfen zu können* Die neuerungsgeiaässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tastdüse eine langgestreckte, insbesondere kreisförmige, schlitzförmige Düsenöffnur.g hat, die als verengte Austrittsstella eines unmittelbar hinter ihr liegenden Ausgleichsraums erheblich grösseren Querschnitts als die Düsenöffnung ausgebildet ist. Hierbei erzielt man auf der ganzen Länge der Schlitzdüse einen feinan, scharfen, gegen das Werkstück gerichteten Luftstrom und damit gleichmässige Empfindlichkeit, und aus dem sich total ergebenden Ausströmungewiderstand bzw. dem sich in der Düse aufbauenden Druck kann auf die Form der geprüften Oberfläche geschlossen werden. Die Düse kann entweder gegen die zu prüfende Oberfläche angelegt oder aber in einem vorbestimmten Abstand von einer Bezugskote am Werkstück gehalten werden.

Eine besondere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Einrichtung liegt darin, dass zugleich je eine Schlitzdüse gegen entgegengesetzte Seiten eines Werkstückes angelegt wird, um Abweichungen in der Beschaffenheit dieser Seiten zu ermitteln. Die-

se Anwendung eignet sich beispielsweise zur Ueberprüfung der richtigen Lage von Werkstücken in automatischen Bearbeitungsvorrichtungen, wie später noch eingehender erläutert wird.

Im folgenden wird die Neuerung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuerungsgemässen Tastdüse im Axialschnitt, und

Fig. 2 zeigt schematisch eine bestimmte Anwendung zweier Tastdüsen gemäss Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Messdüse weist ein Gehäuse 1 in Form einer zylindrischen Hülse auf« in welche ein Düseneinsatz 2 mit einem Anschlussstutzen 3 spielfrei eingesetzt ist. Das Du·» sengehäuse 1 hat eine genau bearbeitete zylindrische Bohrung 4, 4a. Die beiden Bohrungsteile 4 und 4a weisen genau denselben Durchmesser auf, d.h. sie werden gemeinsam auf diesen Durchmesser bearbeitet. Zwischen diesen Flächenteilen der Bohrung ist eii}e Ringnut 5 vorgesehen. Der Düseneinsatz 2 weist in einem mittleren

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mit axialen Nuten 6 versehenen Teil einen Aussendurchraeeser auf, der dem Innendurchmesser der Bohrung 4 praktisch entspricht, so dass dieser mittlere Teil, des Einsatzes 2 spielfrei in der Bohrung 4 sitzt. Am inneren Ende ist der Einsatz 2 ringförmig abgedreht, so dass an dieser Stelle ein Ringraum 7 entsteht. Am äusseren Ende weist der Einsatz 2 eine genau zylindrisch bearbeitete Fläche 8 gleicher axialer Länge wie die Fläche 4a auf. Die Fläche 8 ist gegenüber dem in der Bohrung 4 sitzenden Mittelteil des Einsatzes 2 um so viel nach innen versetzt, als der Weite der ringförmigen Schlitzdüse entspricht. Innerhalb der Fläche 8 wej at der Einsatz 2 eine zur Ringnut 5 gegengleiche Ringnut 9 auf, so dass die Ringnuten 5 und 9 einen sich nach

aussen gegen die Schlitzdüse hin erweiternden Ringraum 10 bilden, in welchen die durch die Nuten 6 gebildeten Kanäle von innen münden. Der Einsatz 2 ist mit Bohrungen 11 und 12 versehen, durch welche Druckluft zur Schlitzdüse zugeführt werden kann. Das Gehäuse 1 und der Einsatz 2 sind ausserhalb der Schlitzdüse konisch abgedreht, so dass sich die Düse auf dem Kamm einer ringförmigen Rippe befindet. Der von der Rippe umschlossene Raum 15 an der Stirnseite der Düse steht über einen Kanal 16 mit dem Aussenraum . in Verbindung.

In Fig. 2 ist ein Anwendungsbeispiel von zwei Messdüsen gemäss Fig. 1 dargestellt. Die beiden Messdüsen werden gegen entgegengesetr-e Seiten eines Werkstücke 13, beispielsweise eines Stanzteils angelegt. Die beiden Messdüsen sind in der schematisch angedeuteten Weise mit einer Auswertungsvorrichtung 14 verbunden, welche beispielsweise als pneumatische Brücke ausgebildet ist. Geringe unterschiede in der Form der beiden geprüften Oberflächen und damit im Druckaufbau in den Düsen genügen, um die Auswertungsvorrichtung 14 zum Ansprechen zu bringen, d.h. ein Relais der Auswertungevorrichtung 14 wird in der einen oder anderen Lage stehen, je nachdem der Druck in der einen oder anderen Düse 1 höher ist. Die Anordnung dient beispielsweise zur Prüfung der richtigen Lage von rohen Stanzteilen oder sonstigen Werkstücken mit etwas ungleichen Seiten in Bearbeitungsmaschinen, in welchen diese Werkstücke weiteren Bearbeitungen zugeführt werden. Zt_gt das Relais jeweils die gewünschte Orientierung des abgetasteten Stanzteils an, so wird dieser aus der Prüfstelle in der gleiche« Orientierung weitergeleitet. Zeigt dagegen das Relais die falsche Orientierung an, so betätigt es automatisch einen MeChCiJ.maus, welcher das aus der Prüf stelle austretende Werkstück in die rieh-681

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Bine ähnliche Lageprüfung kann auch mittels einer einzigen Düse erfolgen, wenn mit Sicherheit vorausgesetzt werden darf, dass das zu prüfende Werkstück durchaus eben oder jedenfalls immer genau gleich geformt ist. In diesem Falle kann der Durchflusswiderstand an einer Prüfdüse mit einem konstanten Durchfluss· widerstand verglichen und damit eine Anzeige über die Lage des Werkstückes erzielt werden. Die Prüfung mit zwei Düsen gemäss Fig. 2 hat jedoch den Vorteil, dass an beiden Werkstückseiten gleiche Verformungen keinen Einfluss auf die Messung haben.

Ausser der oben anhand der Fig. 2 erläuterten Anwendung von Messdüsen sind verschiedenste andere Anwendungen mit einer oder mehreren Messdüsen möglich. Es kann sich beispielsweise auch um die prüfung handeln, ob ein bestimmtes Werkstück mit zwei symmetrischen Seiten wirklich symmetrisch sei. Auch in diesem Falle wird das Werkstück zwischen zwei Kessdüsen 1 gemäss ?ig. 2 eingebracht, und es ist hierbei möglich, geringste Abweichungen in den Abmessungen auf den beiden Seiten zu ermitteln. Weist beispielsweise das Werkstück durchgehende Oeffnungen auf, die überall denselben Querschnitt aufweisen sollten, so können Abweichungen von dieser Vorschrift bis zu 2 o/oo ermittelt und angezeigt werden.

Die richtige gewünschte Konfiguration der Oberfläche eines Werkstücks kann aber auch mit einer einzigen Messdüse ermittelt werden. Wird die eine Messdüse auf ein Werkstück aufgesetzt, welches im Bereich der Messdüse bestimmte Oeffnungen, Vertiefungen und dergleichen Unebenheiten aufweist, so ergibt sich bei richtiger Konfiguration des Werkstücks ein ganz bestimmter Durchflusswiderstand an der Düse. Aenderungen dieses Durchflusswiderstandes von Stück zu Stück lassen Unterschiede erkennen und Ausschusstei-

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le als solche erfassen und ausscheiden. Es kann in ähnlicher Weise geprüft werden, ob Werkstücke mit glatter, ebener Oberfläche wirklich glatt un£ eben.sind. Ist die Oberfläche nicht glatt, oder ist das Werkstück verzogen, so entsteht ein erheblich geringerer Durchflusswiderstand an der Messdüse, wodurch Ausschussteile ohne weiteres ermittelt werden können. Es ist auch möglich, die Rauhigkeit bestimmter Oberflächen zu prüfen. So sollen bei-

spielsweise geschabte prismatische Flächen präziser Führungen einen gewissen tragenden Anteil haben. Durch Anlegen der dargestellten Düse gegen solcha Flächen kann geprüft werden, ob der tragende Anteil solcher Flächen in der richtigen Grössenordnung liege.

In den meisten Fällen wird man mit der in Fig. 1 dargestellten einfachen Ausführung der Messdüse arbeiten, d.h. mit einer kreisringförmigen Schlitzdüse mit ebener Mündung. Zur Prüfung bestimmter Werkstücke können jedoch auch andere geeignete Formen der Schlitzdüse verwendet werden. Dabei kann die Schlitzdüse nicht nur längs beliebiger ebener, sondern auch längs beliebiger räumlicher Kurven verlaufen. In solchen passenden Formen kann sie beispielsweise zur Prüfung geschliffener und/oder polierter Oberflächen, beispielsweise von optischen Linsen und dergleichen verwendet werden. Mit einer in zwei rechtwinklig zueinander stehende Ebenen liegenden Messdüse können zwei an einer Kante äneinanderstossende Flächen eines Werkstücks zugleich geprüft werden.

Als wesentlich hat sich für die erfindungsgemässe Messdüse die Bedingung herausgestellt, dass die Schlitzdüse überall gleiche Weite aufweist, und dass eine möglichst gleichmässige Zufuhr der Druckluft zur Düse erfolgt. Zu diesem Zweck sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel die ausgleichenden Ringräume 7 und insbesondere 10 vorgesehen.

Claims

1) Prüfeinrichtung mit mindesten« einer Tastdüse zum Prüfen der Form von Werkstücken durch Annähern oder Anlegen der Tastdüse mit ihrer langgestreckten, insbesondere ringförmigen Austrittsöf firing gegen das Werkstück und Ermittlung der sich ergebenden Ausströmung aus der, bzw. des Druckes in der Düse, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastdüse eine langgestreckte, insbesondere kreisförmige, schlitzförmige Düsenöffnung (4a, 8) hat, die als verengte Austrittsstelle eines unmittelbar hinter ihr liegenden Ausgleichsraums (10) erheblich grösseren Querschnitts als die Düsenöffnung ausgebildet ist.

2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Tastdüsen vorgesehen sind, die mit einem Differenzdruckmessgerät verbunden sind.

3) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Düsenkörper (1) mit einer zylindrischen Bohrung (4) und einem in der Bohrung angeordneten Düseneinsatz (2), wobei der Düseneinsatz mit einem inneren Teil koaxial in der Bohrung (4) sitzt, während zwischen einem äusseren zylindrischen Teil kleineren Durchmessers des Düseneinsatzes und der Bohrung die Düsen-Öffnung (4a, 8) und hinter derselben durch ringförmige Ausdrehung (5, 9) der Ausgleichsraum (10) gebildet ist.

4) Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Teil des Düseneinsatzes genutet ist, wobei die Nuten Eintrittskanäle (6) zwischen dem Düseneinsatz (2) und der Bohrung (4) bilden.

5) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskanäle (6) den Ausglfcichsraum (10) mit einem weiteren ringförmigen Ausgleichsraum (7) verbinden, in welchen mehrere

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Eintrittekanäle (12) munden.

6) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung in einer nach aussen springenden Rippe angeordnet ist« innerhalb welcher im Düseneinsatz (2) eine flache Vertiefung gebildet ist.

7) Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb der Rippe liegende Raum mit dem Aussenraum i,n Verbindung steht.

8) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzdüse längs einer räumlichen Kurve verläuft.

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