DE807857C - Pneumatisches Feinmessgeraet - Google Patents

Description

Die 1·>Γιη<1ιιη;,^Γ betrifft ein pneumatisches Feinmeßgerät zur Messung und Prüfung des Abstandes zwischen zwei Wandungen oder des Innendurchmessers einer Bohrung.

Derartige, allgemein als Lochtaster oder Innen: taster bezeichnete Geräte weisen zwei Arme auf, deren einer einen festen und deren anderer einen beweglichen Fühler trägt, wobei dieser dazu dient, den Austritt eines permanenten Gases, vorzugsweise Druckluft, durch eine Mündung zu steuern, deren Querschnitt eine Funktion der zu ermittelnden Größe ist und infolgedessen den Druck des Gases vor der Mündung verändert. Dieser Druck wird gemessen, um so die Abmessung ermitteln zu können, die man messen will, und um sie mit einem Meß- oder Musterstück zu vergleichen.

Die Erfindung will Nachteile der bekannten Geräte dieser Art beseitigen, die aus den Fehlern und/oder dem verwickelten Bau ihrer Regelmittel herrühren und die Geräte so gestalten, daß sie sich leicht und genau regeln lassen und die Messung oder die Ermittlung über einen beträchtlichen Meßbereich erlauben.

Sie besteht in erster Linie darin, daß man den Geräten zwei unabhängige Einstellmittel zuteilt. Die Grobeinstellung wird durch Verstellen eines in einen Meßarm eingeschraubten Fühlers vorgenommen, während die Feineinstellung dadurch erfolgt, daß gegenüber dem einen der Arme die Stellung des beweglichen Gliedes einjustiert wird, das auf die zur Feinmessung dienende Einrichtung arbeitet, die aus einem pneumatischen, an sich be-

kannten Verstärker besteht und die am anderen Arm angebracht ist. '

Weiter betrifft die Erfindung bestimmte Amvendungs- und Durchführungsformen.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar ' zeigt

Eig. ι und 2 in einem axialen Längsschnitt bzw. in einem Querschnitt nach Linie Ii-II in Fig. ι

ίο einen Lochtaster gemäß der Erfindung;

Fig. 3 zeigt, wesenhaft im Aufriß und in kleinerem Maßstabe, die Gesamtheit des Meßgeräts und Fig. 4 im senkrechten Längsschnitt eine zweite Ausführung des Lochtasters.

Die zweckmäßigen Ausführungsformen des Lochtasters gemäß der Erfindung weisen zwei parallel verlaufende Arme 1, 2 eines federnd elastischen Metalls auf, die an einem Ende durch eine Schraube 3 o. dgl. nach Einlage einer mehr oder weniger dicken Zwischenscheibe 4 verbunden sind. Der Abstand des anderen Endes der Arme, die unter Wirkung ihrer Elastizität die Anfangsstellung zueinander wieder einzunehmen suchen, kann durch elastische Verformung verändert werden, beispielsweise durch Verformung des Armes 1, dessen Biegsamkeit durch eine Ausnehmung 5 erhöht ist. Diese Ausbildung gestattet, den zweiten Arm 2 kräftiger zu halten, und zwar so, daß seine Verformbarkeit praktisch Null ist. Um den mögliehen Abstand des Armes 2 vom Arm 1 zu begrenzen, sieht man einen festen Anschlag am Arm 2 vor, der die Verformung des Armes 1 über eine bestimmte Grenze hinaus verhindert, bei der ein Bruch des Armes zu befürchten wäre. Dieser Anschlag kann beispielsweise durch einen Schraubbolzen 6 gebildet werden, der mit Spiel durch ein Loch 7 des Armes 1 tritt und der in den Arm 2 eingeschraubt ist; der Kopf 8 der Schraube bildet den erwähnten Anschlag.

Das freie Ende beispielsweise des verformbaren Armes 1 trägt einen Fühler, der zweckmäßig aus einer Hartmetallkugel 9 besteht, die fest in eine Aussparung des Armes eingepaßt ist. Das freie Ende des zweiten Armes 2 trägt einen zweiten Fühler, der beispielsweise aus einem Finger 10 besteht, der in eine Aussparung an diesem Ende eingesetzt ist und der über die Außenfläche des .Armes 2 hervortritt. Der Finger kann in der Stellung, in die er gebracht ist, durch ein beliebig geeignetes Mittel festgestellt werden, beispielsweise dadurch, daß das Ende des Armes 2 geschlitzt ist und die Ränder des Schlitzes durch eine Querschraube 11 gegeneinander gezogen werden können, um so die Stange oder den Fühler 10 festzuklemmen.

Etwa in der Mitte des starren Armes 2 wird ein pneumatischer Verstärker untergebracht, der mit einer Mikrometerschraube 12 des verformbaren Armes ι zusammenwirkt, deren Stellung durch eine Feder 13 gesichert wird. Man ordnet ihn am Arm 2 so an, daß er in axialer Richtung willkürlich gegenüber dem Arm eingestellt werden kann. Er weist zu diesem Zweck ein zylindrisches Rohr 14 auf, das ein Ventilgehäuse bildet und das bei 15 in den Arm _' so eingeschraubt ist, daß das Rohrgehäuse selbst nach außen über den Arm vorsteht. Man kann das Gehäuse 14 in den Arm 2 mehr oder weniger hineinschrauben und dann in der gewünschten Lage durch eine Mutter 16 sichern.

In der Achse des Rohres 14 ist eine Stange 17 untergebracht, deren eines Ende über die Innenfläche des Armes 2 vorspringt, wo es in Berührung mit dem freien Ende der Mikrometerschraube 12 gelangen kann. Die Stange 17 wird durch Lager 18 geführt und kann im Rohr 14 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 19 verschoben werden, die durch die Mikrometerschraube mehr oder weniger zusammengedrückt wird.

Die Stange 17 trägt ein Ventil 20, das die Feder 19 auf seinen Sitz 21 zu drücken sucht, dessen Durchgangsöft'nung vom Maß des Zurückdrückens der Stange 17 durch die Schraube 12 abhängt. Das Ventil steuert den Durchgang, der für Druckluft frei gelassen ist. die dem Gerät über einen Anschlußstutzen 22 des Rohrs 14 zugeleitet wird. Der Stutzen ist durch ein Rohr 23 (Fig. 3) g₅ mit einem Druckregler 24 verbunden, dem Druckluft bei 25 zugeführt wird und von dem ein Flüssigkeitsmanometer 26 mit Meßskala 27 abge-

Die bei 22 zugeführte Luft kann demnach durch

das mehr oder weniger offene Ventil 20 in das Rohr 14 gelangen und in die Außenluft durch Kanäle 28 und 29 in den Lagern 18 sowie um das nach außen tretende Ende der Stange 17 entweichen. Es ist bekannt, daß eine Veränderung des Ab-Standes des Ventilkörpers 20 vom Sitz 21 eine Veränderung des Druckes hervorruft, den das Manometer 26 anzeigt, und daß man diese Anzeige zur Messung der Größe benutzt, die man ermitteln oder die man mit einem Musterstück vergleichen will.

Soll mit dem so gestalteten Gerät gearbeitet, beispielsweise der Innendurchmesser eines Loches 30 ermittelt werden, das in ein Stück 31 eingebohrt ist, so wirkt das Gerät wie folgt.

Es wurde zunächst ein Fühler 10 so ausgewählt, daß die Meßlänge des Geräts annähernd dem Durchmesser entspricht, der ermittelt werden soll, und in geeigneter Lage am Arm 2 nach Einstellung durch die Klemmschraube 1 1 befestigt. Danach werden n₀ die freien Enden der Arme 1 und 2 mit den Fühlern 9 und 10 in das Loch 30 des Musterstückes eingeführt. Sodann wird die Stellung des Ventils 20 !gegenüber seinem Sitz so eingeregelt, daß das Manometer 26 auf der Skala 2j XuIl anzeigt. Zur bequemen Regelung benutzt man die Mikrometerschraube 12, durch deren Verdrehung die Stange 17 im einen oder anderen Sinne leicht so verstellt werden kann, daß das Manometer sich auf Null einstellt, und reguliert gleichzeitig, wenn nötig, die Einschraubtiefc des Rohres 14 nach Lösen der Feststellmutter 16. Ist diese Einstellung bewirkt, so kann man den Lochtaster aus der lSohrung des Musterstückes herausnehmen und dann in die 1 Sohningen der zu prüfenden Stücke 31 einführen: Offenbar wird jede Veränderung des Lochdureh-

niessers 30 nun durch eine Lageänderung des Ventils 20 gegenüber seinem Sitz und demgemäß in einer Veränderung des Drucks vor dem Ventil 20 in Erscheinung treten und die Einstellung des .Manometers sich entsprechend ändern. Hei geeigneter Einteilung und Eichung der Skala 27 kann mau unmittelbar an der Skala die Abweichungen des gemessenen oder geprüften Stücks in Längeneinheiten, z. B. Viooo mm ablesen.

Das bedeutsame dieser Ausführungsform besteht nicht allein darin, daß man auf diese Weise das gleiche Gerät nicht nur zur Messung und Prüfung sehr verschiedener Abmessungen verwenden kann, da es ja genügt, einfach den Fühler 10 zu verstellen oder auszuwechseln, sondern auch in der Leichtigkeit der Regelung des Geräts, weil man zunächst eine Yorregelung durch Einstellung des Eühlers 10 in die richtige Lage nach Lösen der Klemmschraube 11 und mehr oder weniger weitem \ ersehrauben des Stückes 10 im Arm 2 bewirken kann, wonach anschließend an diese Grobregelung die Feineinstellung durch Einwirkung auf die Mikrometerschraube 12 vorgenommen werden kann; gegebenenfalls kann dabei außerdem die Lage des pneumatischen \ erstärkers gegenüber dem Arm 2 mittels des Gewindes 15 geändert werden.

Der pneumatische Verstärker, der senkrecht zu den Armen 1 und 2 des Lochtasters nach Fig. 1 bis 3 angeordnet 'ist, gestattet nicht die Prüfung von lnnenabmessungen bis zu einer sehr großen Tiefe. Diesem Alangel hilft das Gerät in der Ausführungsiorni nach Fig. 4 ab.

Bei dieser zweiten Ausführungsform ist der Lochtaster mit einem röhrenartigen Gehäuse ausgestattet, in dem das Rohr 14 des pneumatischen Verstärkers in Achsrichtung durch sein Gewinde 15 verstellt werden kann. Am oberen Ende trägt die Geliäusehülse 32 eine Klemmkegelsperrung 33 mit Mutter 34, durch die das Rohr 14 nach Einstellung festgeklemmt werden kann. Am unteren Ende trägt das Gehäuse 3- einen Arm 35 mit einem festen Anschlag, der wie oben beschrieben aus einem auswechselbaren Finger 10 bestehen kann, der quer zum Arm 35 verschraubbar ist und den man durch eine Klemmschraube 11 nach Einstellung in seiner Lage sichern kann. Ein zweiter Arm 3Ö am unteren Ende des Gehäuses 32 ist durch eine örtliche Verschwädiung 37 biegungselastisch gestaltet. Er trägt einen Winkelanschlag 38 sowie einen Fühlerg, der wie oben z. B. die Gestalt einer Kugel aufweist. Der Arm 42 des Winkelstücks 38 bildet den Anschlag für die Stange 17 des pneumatischen Verstärkers, der hier wiederum wie beim Gerät des eisten Ausfühmngsbeispiels durch einen Stutzen 22 und ein Rohr 23 an den Druckregler mit -Manometer (s. Fig. 3) angeschlossen ist.

1 >ie Wirkungsweise dieser Ausführungsform entspricht der des Geräts nach Fig. 1 bis 3. Will man also die Abmessung eines Loches 30 ermitteln, so wählt man den geeigneten Fühler 10, den man in den Arm 35 einsetzt und grob einstellt. Danach beendet man die Regelung so, daß man das freie Ende des Geräts in die Bohrung des Alusterstückes einführt und das Manometer 26, 27 auf Null einregelt, und zwar dadurch, daß man das Rohr 14 mehr oder weniger weit in das Gehäuse 32 nach vorherigem Lösen der Kiemmutter 34 einschraubt, die man nach beendeter Regelung wieder anzieht.

Jede Veränderung oder Unregelmäßigkeit kommt dann wieder durch eine Veränderung der Lage des beweglichen Eühlers 9 gegenüber dem festen Fühler 10 zum Ausdruck und zeigt sich entsprechend am Manometer 26 an.

Um die Verwendung des Geräts zu erleichtern, das sehr empfindlich sein kann, umgibt man das Gehäuse 32 mit einem Zylinder 39, der beispielsweise durch eine Schraube 40 in seiner Lage ge halten wird. Diese Hülse, deren Durchmesser etwas geringer ist als der der zu prüfenden Bohrung, hat ein kegeliges Ende 41. Sie ist so ausgespart oder geformt, daß man darin die beiden Fühler 9, 10 derart unterbringen kann, daß sie sich frei bewegen können. Die Schutzhülse 39 gestattet es, den Taster rasch und ohne Gefahr der Beschädigung in das Stück 31 einzuführen und die Ablesung des Manometers ohne weitere Vorermittlungen vorzunehmen. Ein Bund 43 des Gehäuses, der sich auf die Außenfläche 44 des Meßstücks aufsetzt, ermöglicht, das Meßgerät ohne weiteres in die richtige Lage zu bringen, so daß die Messung sich leicht durchführen läßt.

Auch dieses Gerät gestattet die Prüfung von Stücken, deren zu ermittelnden oder zu prüfenden Abmessungen sehr verschieden sind. Man wählt wiederum den geeigneten festen Anschlag 10, bewirkt eine Grobeinstellung und danach die Feineinstellung durch Lagenänderung des Rohrs 14 in dem Gehäuse 32. Dieser Lochtaster entspricht nicht nur allen Anforderungen, sondern hat noch den besonderen Vorteil, daß er mechanisch unempfindlich und daß er praktisch und leicht zu handhaben ist.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Pneumatisches Feinmeßgerät zur Messung und Prüfung des Abstandes zwischen zwei Wandungen oder des Innendurchmessers einer Bohrung, mit zwei Armen, deren einer einen festen und deren anderer einen beweglichen Fühler trägt, der den Austritt eines permanenten Gases regelt, dessen Druckschwankungen gemessen werden, gekennzeichnet durch zwei unabhängige Einstellmittel, deren eines (10, 11) ein in den einen Meßarm regelbar verstellbarer Fühler ist und zur Grobeinstellung dient, während das zweite (12, 17) die Feineinstellung bewirkt und die Stellung des beweglichen Teils des Feinmeßgeräts in Form eines an sich bekannten pneumatischen Verstärkers, der an einem der Arme (2) angebracht ist, vom anderen Arm (1) bestimmt.

   2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Arm (2) einerseits einen Anschlag (10) trägt, dessen Axialstellung z. B. mittels eines Gewindes regelbar ist, anderer-

   seits einen pneumatischen Verstärker mit einer Stange (17), die ein Ventil (20) in einem Rohr (14) aufweist, deren Axialstellung gegenüber dem Arm (2) regelbar ist und die (bei 22) an eine Druckgasquelle angeschlossen ist, wobei die Stange (17) mit einer Mikrometerschraube (12) am zweiten Arm (1) zusammenwirkt.

   3. Gerät nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arme (1,2) aus parallel zueinanderliegenden Stücken bestehen, die an ihren nicht mit Fühlern versehenen Enden miteinander fest verbunden sind.

   4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Nachgiebigkeit des einen Armes (1) gegen den anderen (2) durch eine Verschwächung (5) in der Nähe des Anschlages an den zweiten Arm erhöht ist.

   5. Gerät nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Verstärker (14, 2D, 21) senkrecht zu dem ihn tragenden Arm (2) angeordnet ist.

   6. Gerät nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Arm (2) einen regelbaren Anschlag (6) trägt, der die Entfernung des anderen zweiten Armes (1) von ihm begrenzt.

   7. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Verstärker (14, 20, 21) axial verstellbar in einem Rohrgehäuse (32) untergebracht ist, das quer zu den zu inessenden Abmessungen gehalten wird und zwei Arme (35, 36) besitzt, die den festen und beweglichen Anschlag (10, 9) tragen, ferner eine Klemmeinrichtung (33, 34) zur Feststellung des pneumatischen Verstärkers in gewünschter Axiallage, und daß der den beweglichen Fühler (9) tragende Arm eine Verschwächung (37) zur Erhöhung seiner elastischen Biegsamkeit aufweist, und daß die Bewegung des beweglichen Fühlers (9) auf das bewegliche Glied (17) des pneumatischen Verstärkers durch ein Winkelstück (38) übertragen wird, das am freien Ende des Armes (36) befestigt ist und mit seinem Winkelvorsprung (42) an dem beweglichen Glied (17) in Berührung ist.

   8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrgehäuse (32) an dem die beiden Arme bildenden Ende von einem geschlitzten Gehäuse (39) umschlossen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als die zu messende Lochweite, und das zweckmäßig am freien Ende (41) kegelig gestaltet ist.

   9. Gerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Bund (43) an dem Gehäuse (39). der sich beim Messen auf die Außenfläche des zu prüfenden Stückes aufsetzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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