DE816310C - Vorrichtung zur Messung und Kontrolle von Innenabmessungen durch pneumatische Feinmessung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. OKTOBER 1951

p 25162 IXb/42b D

Seine (Frankreich)

Die Erfindung betrifft Innentaster genannte Vorrichtungen zur Messung und Kontrolle von Innenabmessungen, d. h. des Abstands zwischen zwei Wänden oder des Durchmessers eines Loches oder einer Bohrung, durch pneumatische Feinmessung sowie deren Herstellungsverfahren.

Bisher wurden die hierfür benutzten Innentaster mit Düsen aus einem Stück aus einem sehr harten Metall hergestellt, welches den bei der Einführung des Tasters in das zu messende Stück auftretenden Reibungen widerstehen kann. Eine oder mehrere diametral gegenüberliegende paarweise angeordnete Düsen wurden fest unmittelbar in die Masse des Tasters eingedrückt und dann auf ein Maß d (Fig. i) abgeschliffen, welches etwas kleiner als das Maß D ist, welches dem Außendurchmesser des zylindrischen Körpers (Hülle) der Vorrichtung entspricht, welcher zur Führung der Vorrichtung zwischen den Wänden oder in dem Loch, deren Abstand oder Durchmesser gemessen oder kon- ao trolliert werden sollen, dient.

Diese bekannte Anordnung weist u. a. folgende Nachteile auf: Es bietet eine gewisse Schwierigkeit, die Außenflächen der Düsen zur Erzielung des Maßest abzuschleifen; der Schutz der Düsen ist ungenügend; da die Düsen und der Körper des Tasters aus sehr harten Werkstoffen sein müssen, können sie nicht bearbeitet werden, und da sie sich nach dem Härten verformen, wird ihr Einsetzen schwierig. Außerdem kann es vorkommen, daß man

Stücke mißt oder kontrolliert, deren Ausdehnungskoeffizient sehr verschieden von dem des gehärteten Stahls ist, der im allgemeinen zur Herstellung der Taster dient, wodurch ein Meßfehler entsteht, der von dem Unterschied zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des den Taster bildenden Werkstoffs und demjenigen des das zu messende Stück bildenden Werkstoffs herrührt, wenn die Messung bei einer von der Eichtemperatur verschiedenen Temperatur vorgenommen wird.

Die Erfindung hat zum Zweck, diesen Ubelständen abzuhelfen, indem sie diese Taster so ausbildet, daß sie aus einem sehr harten Werkstoff hergestellt werden können, daß das Umfangsmaß der Mündungen ihrer Düsen leicht hergestellt werden kann, daß der Schutz dieser Düsen möglichst groß ist und daß Temperaturveränderungen die Messungen möglichst wenig beeinflussen.

Die Erfindung hat einen Innentaster genannten Apparat zur Messung und Kontrolle von Innenmaßen durch pneumatische Feinmessung zum Gegenstand, der dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder seiner Düsen axial in dem Ende eines rohrförmigen Halters untergebracht ist, dessen anderes Ende fest in den Körper dieses Tasters eingetrieben ist, wobei dieser rohrförmige Halter aus einem leichter bearbeitbaren Metall ist als die zur Herstellung der Düsen und des Körpers dieses Tasters dienenden.

Sie hat ferner ein Herstellungsverfahren für eine Meßvorrichtung der betrachteten Art zum Gegenstand, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst die rohrförmigen Halter der Düsen in ihre Höhlungen einführt, derart, daß die Düsen mit der Außenfläche des zylindrischen Körpers (Hülle) des Tasters abschließen oder leicht über diese hervor-

■ ragen, daß man gleichzeitig den Körper und die Außenenden der Düsen auf dasselbe Umfangsmaß, welches das endgültige Maß D der Hülle ist, abschleift und daß man hierauf auf eine gewünschte Strecke, welche für alle Düsen die gleiche ist, jede Düse in ihrer Bohrung zurückdrückt, damit ihr Umfangsmaß der Größe d entspricht.

Die Erfindung hat ferner eine Maschine zum Gegenstand, die sich zur Herstellung der Taster der betrachteten Art eignet und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein Gestell aufweist, in welches der Taster in der Querrichtung eingelegt wird, sowie einen Stempel, der jede Düse um eine bestimmte Strecke in ihre Fassung eindrücken kann, wobei dieser Stempel radial gegenüber dem Körper des Tasters mit Hilfe einer Mikrometerschraube verstellt werden kann, deren Axialverschiebung mittels einer Verstärkervorrichtung gemessen wird.

Eine weitere Anordnung, die ebenfalls den Gegenstand der Erfindung bildet, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die rohrförmigen Halter der Düsen und die Taster der betrachteten Art aus einem solchen Werkstoff herstellt, daß ihr Ausdehnungskoeffizient die von den Temperaturschwankungen des zu messenden Stückes bzw. der Meßvorrichtung herrührenden Meßfehler ausgleicht.
Das Verständnis der Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung erleichtert werden, welche auf die Zeichnungen Bezug nimmt, wobei die Beschreibung und die Zeichnungen nur als nicht beschränkende Hinweise anzusehen sind.

Fig. I und 2 zeigen im Axialschnitt bzw. im Grundriß einen erfindungsgemäßen Innentaster;

Fig. 3 zeigt im Axialschnitt eine Maschine, welche dazu dient, die gewünschte Rückwärtsbewegung der Düsen zu bewirken.

In dem auf Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel weist der Taster einen zylindrischen, Führungsstück oder Hülle genannten Teil 1 auf, welcher da- zu bestimmt ist, in den Zwischenraum, das Loch oder die Bohrung eingeführt zu werden, welche gemessen oder kontrolliert werden sollen.

Dieser Körper 1 wird aus einem sehr harten Werkstoff, z. B. gehärtetem Stahl, hergestellt, damit er der Abnutzung widerstehen kann. In dem Körper ist ein axialer, einseitig geschlossener Kanal 2 angebracht, in welchem, z. B. durch Einschrauben, ein hohler Stiel 3 befestigt wird, der an den Zuführungsschlauch eines unter Druck stehenden Fluidums angeschlossen werden kann.

Das innere Ende des axialen Kanals 2 steht frei mit zwei Kanälen 4 in Verbindung, die z. B. mit diesem Kanal einen rechten Winkel bilden und einander diametral gegenüberliegen. In jeden Kanal ist ein Rohr 5 auf einem Teil seiner Länge eingesetzt, wobei das freie Ende dieses Rohres zur Aufnahme einer Düse 6 dient, die eine kalibrierte Mündung 7 aufweist und aus einem harten Metall besteht, z. B. gehärtetem Stahl. Die Rohre 5 sind aus einem Metall, das leichter bearbeitbar und schmiedbarer ist, wie z. B. halbharter Stahl, als die zur Herstellung des Körpers 1 und der Düsen 6 dienenden Metalle. Man kann also das Rohr 5 leicht in den Kanal 4 einsetzen, dessen Abmessungen sich infolge der Härtung geändert haben können. Ebenso kann die Düse 6 leicht in das freie Ende des Rohres 5, das ihr als Halter dient, eingeführt werden.

Ferner können die die Düsen 6 haltenden Rohre 5 vorteilhafterweise aus einem Werkstoff bestehen, der mit dem des zu messenden Stückes identisch ist, oder jedenfalls einen vorausbestimmten Ausdehnungskoeffizienten haben, damit die Temperaturschwankungen nicht die Genauigkeit der Messung beeinflussen, wenn diese bei einer von der Eichtemperatur verschiedenen Temperatur vorgenommen wird.

Die Rohre 5 können in den Kanal 4 des Körpers 1 des Tasters in großer Nähe der Achse dieses letzteren eingesetzt werden, was aus folgendem Grunde vorteilhaft ist. Der Stahl verformt sich bei der Härtung, stabilisiert sich jedoch vollständig erst sehr lange nach dieser. Da die Düsen von dem größten Teil der Abmessungen des Körpers 1 unabhängig sind, werden sie um so weniger von den während dieser Stabilisierung erfolgenden Verformungen beeinflußt.

Um jede Düse 6 und das Außenende ihres rohrförmigen Halters 5 ist in dem Körper 1 ein Ringraum 8 vorgesehen, der mit einem der Achse des Körpers 1 parallelen Kanal Q in Verbindung steht,

welcher an der Rückseite des Körpers mündet, um den Abfluß des aus der Düse 6 strömenden Fluidums zu gestatten.

Beim Zusammenbau derartiger Innentaster setzt man zunächst die Düsen 6 in ihre rohrförmigen Halter ein und führt dann diese letzteren unter Druck in die zu ihrer Aufnahme bestimmten Bohrungen 4 ein. Diese Einbringung geschieht so, daß die Mündungen der Düsen 6 mit der Außenfläche

ίο des Körpers oder der Hülle ι des Tasters abschneiden oder leicht über diese hinausragen. Man schleift dann gleichzeitig die Düsen und die Hülle durch einen Arbeitsgang auf einer Schleifmaschine (Drehbank) ab, um die Hülle auf ihr endgültiges Maß D zu bringen, wodurch die Mündungen der Düsen das gleiche Maß erhalten. Hierauf drückt man, z. B. mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Maschine, die durch den rohrförmigen Halter 5 und die in ihn eingesetzte Düse 6 gebildete Anordnung um die gewünschte Strecke tiefer in die entsprechende Bohrung 4 ein, um die Mündungen der Düsen auf das Umfangsmaß d zu bringen, für welches sie etwas tiefer als die Außenfläche des Körpers 1 liegen. Man erhält so das Ergebnis, daß die Düsen allseitig gut geschützt sind.

Das Zurückdrücken der Düsen, welches diesen eine gewünschte und für alle Düsen gleiche Tieflage geben soll, kann z. B. mit Hilfe einer der auf Abb. 3 gezeigten ähnlichen Maschine bewirkt werden.

Diese Maschine umfaßt zwei durch Streben 12 und 13 vereinigte Querträger 10 und 11. Diese Querträger werden in dem von dem Durchmesser des Tasters abhängigen gewünschten Abstand durch die frei auf die Säulen 12 und 13 aufgebrachten mehr oder weniger langen rohrförmigen Zwischenstücke 14 gehalten. Die obere Fläche des Querträgers 10 bildet ein V, auf dessen Flächen 15 der Körper 1 des Tasters gelegt wird. Tn diesem Querträger το ist ein zentrales, lotrechtes Loch 16 angebracht, in welches ein Stöpsel 17 geschraubt wird, der an seinem oberen Teil in eine Hülse 18 ausläuft, die über den Boden des V hinausragt und sich in den die nach unten gerichtete Düse umgebenden Ringraum 8 einschiebt.

Die unteren Enden der Säulen 12 und 13 legen sich mit Bünden 19 gegen den Querträger 10, während ihre oberen Enden mit Gewinde versehen sind und Muttern 20 tragen, welche gestatten, den oberen Querträger 11 gegen die Zwischenstücke 14 zu pressen. In dem oberen Querträger 11 ist eine lotrechte Bohrung 21 vorgesehen, die mit der Bohrung 16 gleichachsig ist, und in welcher ein Teil 22 gleiten kann, dessen Unterseite einen axialen Fortsatz 23 trägt, wobei die Drehung dieses Teils durch einen seitlichen Stift 24 verhindert wird, der in eine in der Wand der Bohrung 21 vorgesehene Längsnut 25 eingreift. Der axiale Fortsatz erhält solche Abmessungen, daß er auf das freie Ende der benachbarten Düsen 6 einwirken kann, ohne den Körper 1 zu berühren.

Der zylindrische Teil ist nach oben durch einen axialen Ansatz 26 mit verringertem Querschnitt verlängert, welcher frei und in der Achsrichtung in einen mit Gewinde versehenen Stöpsel 27 eintritt, welcher in eine mit Gewinde versehene Bohrung des Querträgers 11 eingeschraubt ist und auf der durch die Oberseite des Teiles 22 gebildeten Schulter ruht. Der Stöpsel 27 kann mit Hilfe einer nicht dargestellten Stange o. dgl. eingeschraubt oder ausgeschraubt werden, welche man in eines der radialen Löcher 28 des Stöpselkopfes einführt. Eine sich gegen diesen Kopf legende Gegenmutter 29 gewährleistet den dauernden Kontakt zwischen dem Teil 22 und dem Stöpsel 27.

Das obere Ende 30 des Ansatzes 26 wird durch eine ebene polierte Fläche gebildet, gegen welche sich ein Finger 31 einer vorzugsweise mit pneumatischer Verstärkung arbeitenden Meßvorrichtung 32 legt, welche von einem an einer Verlangerung 34 der Säule 12 angebrachten Arm 33 getragen wird und die Messung der Axialverschiebung des Teiles 22 und infolgedessen des Fingers 23 gestattet. Zwei Schrauben 35 dienen dazu, einerseits den Arm 33 an der Säule 34 und andererseits die Meßvorrichtung 32 an dem Arm 33 anzubringen. Die Achse des Fortsatzes 23 und des Stöpsels 17 fällt vorzugsweise mit diesen letzteren Achsen zusammen.

Um das gewünschte Eintreiben einer jeden Düse 6 zu erhalten, verfährt man folgendermaßen:

Nachdem man den Körper 1 des Tasters auf die Hülse 18 des Stöpsels 17 aufgesetzt hat, bringt man den Fortsatz 23 des Teiles 22 mit Hilfe des mit Gewinde versehenen Teiles 27 in Berührung mit der Düse 6. Man notiert dann die Anzeige des Meßapparates 32.

Hierauf betätigt man den Kopf des Teiles 27 so, daß er tiefer in den Querträger 11 eindringt, was die Zurückdrückung der Düse 6 bewirkt, bis die Meßvorrichtung 32 anzeigt, daß die Tieflage der Düse scheinbar genügend groß geworden ist. Es ist jedoch zu bedenken, daß der ausgeübte Druck gewisse elastische Deformierungen hervorgerufen hat, die sich ausgleichen, sobald der Druck aufhört, was eine Lagenveränderung der Düse zur Folge hat. Wenn man also die wirkliche Tiefenlage der Düse, d. h. die sich ohne äußeren Preßdruck ergebende Tiefenlage, ermitteln' will, dreht man den mit Gewinde versehenen Teil 27 in entgegengesetztem Sinn, bis keinerlei Berührung mehr zwisehen dem Fortsatz 23 und der Düse 6 stattfindet. Hierauf bringt man nach Lösen der Mutter 29 den Fortsatz 23 wieder in Berührung mit der Düse und macht eine neue Ablesung an der Meßvorrichtung. Mit Hilfe der Differenz mit der zu Anfang notierten Messung erhält man den wahren Wert der Tieflage der Düse. Man verfährt in dieser Weise, bis man ohne Druck auf die Düse die gewünschte Tieflage erhält. Hierauf dreht man den Körper 1 des Tasters um und verfährt in der gleichen Weise für die zweite Düse 6.

Claims (14)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vorrichtung zur Messung und Kontrolle von Innenmaßen durch pneumatische Feinmessung, dadurch gekennzeichnet, daß jede

   ihrer Düsen (6) axial in einem Ende eines rohrförmigen Halter (5) untergebracht ist, dessen anderes Ende unter Druck in den Körper (1) dieses Tasters eingesetzt ist, und daß dieser rohrförmige Halter aus einem leichter bearbeitbaren Metall ist als die Düsen und der Körper dieses Tasters.
2. 2. Verfahren zur Herstellung einer Meßvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die rohrförmigen Halter (5) der Düsen (6) in ihre Bohrungen (4) so einsetzt, daß die Düsen mit der Außenfläche des zylindrischen Körpers (Hülle) des Tasters abschneiden oder etwas über diese hervorstehen, daß man gleichzeitig den Körper (1) und die äußeren Enden der Düsen (6) auf das gleiche Umfangsmaß, welches das endgültige Maß (D) der Hülle ist, abschleift, und daß man hierauf jede Düse um eine gewünschte und für alle

   ao Düsen gleiche Strecke zurückdrückt, damit das Umfangsmaß der Düsen einem Werte (d) entspricht.
3. 3. Maschine zur Herstellung einer Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   »$ zeichnet, daß sie ein Gestell besitzt, in welches der Taster in der Querrichtung eingelegt wird, sowie einen Stempel, der jede Düse um eine bestimmte Strecke in ihre Lagerung eindrücken kann, wobei dieser Stempel radial gegenüber dem Körper des Tasters mittels einer Mikrometerschraube verstellt werden kann, deren axiale Verstellung mittels einer Verstärkereinrichtung gemessen wird.
4. 4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) des Tasters und seine Düsen (6) aus einem harten Metall bestehen, während jede Lagerung einer Düse durch ein Rohr (5) aus einem leichter bearbeitbaren und schmiedbaren Metall gebildet wird.
5. 5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) und die Düsen (6) aus hartem Stahl bestehen, während die Lagerungen der Düsen aus halbhartem Stahl sind.
6. 6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Halter (5) einer jeder Düse (6) aus einem Metall besteht, dessen Ausdehnungskoeffizient gestattet, die von Temperaturänderungen des zu messenden Stückes bzw. der Meßvorrichtung herrührenden Meßfehler auszugleichen.
7. 7. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um jede Düse (6) und um das äußere Ende ihres rohrförmigen Halters (5) in dem Körper des Tasters ein Ringraum (8) vorgesehen ist, welcher mit einem Kanal (9) in Verbindung steht, der der Achse dieses Körpers parallel ist und an der Hinterseite des Körpers mündet, um die Abfuhr des aus der betreffenden Düse austretenden Fluidums zu gestatten.
8. 8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man jede Düse (6) unter Druck in ihren rohrförmigen Halter (5) einsetzt und alsdann diesen unter Druck in die zu seiner Aufnahme in dem Körper (1) des Tasters vorgesehene Bohrung (4) einführt.
9. 9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des Halters (5) in den Körper des Tasters derart vorgenommen wird, daß die Mündung der Düse (6) mit der Außenfläche des Körpers des Tasters abschneidet, damit man die Gesamtanordnung abschleifen kann, um dem Körper sein endgültiges Maß (D) zu geben, wobei die Mündung der Düse infolgedessen dasselbe Maß aufweist.
10. 10. Maschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwei Querträger (10, 11), welche durch Säulen (12, 13) verbunden sind, zwischen welche man den Körper (1) des Tasters in der Querrichtung so einführt, daß die zurückzudrückende Düse (6) sich an dem oberen Teil dieses Körpers gegenüber dem durch eine Mikrometerschraube (2j) betätigten Stempel (21) befindet.
11. 11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Querträger (10), auf welchem der Körper des Tasters ruht, durch ein V gebildet wird.
12. 12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das V ein Organ (17) aufweist, welches mit der Lagerung der der zurückzudrückenden Düse radial gegenüberliegenden Düse zusammenarbeitet, wobei dieses Organ imstande ist, den Körper gegenüber seinem Halter festzulegen.
13. 13. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querträger (11) gegenüber der Stelle der einzudrückenden Düse

    (6) eine Lagerung (21) eines Stempels (22) ioü aufweist, der unter der Einwirkung einer Mikrometerschraube (27) axial gegenüber diesem Querträger gleiten kann, wobei die ausgerichtete Oberseite dieses Stempels als Auflager für einen Finger (31) dient, der den Taster eines Meßinstruments (32) bildet, mit dessen Hilfe man ständig die axiale Verstellung dieses Stempels unter der Einwirkung seiner mikrometrischen Betätigung bestimmen kann.
14. 14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument mit pneumatischer Verstärkung arbeitet.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    1718 9.51