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Prüf- oder Meßgerät
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung, Bestimmung
und Anzeige der Konturen oder des Umfanges von Werkstücken und inYsbesondere Maschinenteilen.
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Die Prüfung und die Feststellung, ob die Umfangslinien oder Flächen
von Werkstücken, z. B.
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Turbinenschaufeln oder Ventilatorflügeln, sich innerhalb der Toleranzgrenzen
befinden, stellt ein außerordentlich schwieriges Problem dar. Da bei der Benutzung
und dem Betriehe von Maschinenteilen dieser Art gewöhnlich sehr hohe Geschwindigkeiten
eingehalten werden, ist diese Prüfung von größter Bedeutung.
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Die bisher für diese Zwecke benutzten Meßgeräte, z. B. auf optischer
Basis beruhende Vergleichsapparate, oder die fiir diesen besonderen Zweck konstruierten
Lehren sind sehr kompliziert und können nur von geschultem Personal bedient werden.
Weiterhin benötigen diese Instrumente außerordentlich lange Meßzeiten.
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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung und Nachprüfung der
Umfangslinien oder Flächen von Werkstücken und insbesondere Maschinenteilen, welche
diese Schwierigkeiten und Nachteile beseitigt.
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Das erfindungsgemäße Meßgerät, welches mit einem Werkstückträger
und mit Einrichtungen versehen ist, das Werkstück und die Prüf- oder Meßmittel in
die richtige Arbeits- und Prüfstellung und in derselben zum Eingriff zu bringen,
ist mit einer Signalvorrichtung versehen, welche wirksam wird, sobald ein vorbestimmtes
Raumverhälta.is oder Abstand zwischen den Meßmitteln und dem Werkstück bzw. seinem
Träger erreicht ist, und somit die erfindungsgemäß vorgesehenen Prüfmittel sowie
das Werkstück sich in der beabsichtigten Meßstellung befinden.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht.
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In diesen Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine schematische
Darstellung des erfindungsgemäßen Meßgerätes; Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform
des Meßgerätes nach Fig. I und Mittel, um den Vorschub eines Meßfühlers bei Berührung
des Werkstückes automatisch zu unterbrechen; Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des
in Fig. 2 gezeigten Gerätes; Fig. 4 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform
des Meßgerätes, das mit einer Mehrzahl von Meßfühlern versehen ist; Fig. 5 zeigt
einen Querschnitt gemäß Linie 5-5 der Fig. 4; Fig. 6 ist eine Draufsicht einer weiteren
Form des Meßgerätes; Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des mit einem Meßfühler
ausgerüsteten Meßgerätes; Fig. 8 ist eine schematische Ansicht des Meßgerätes nach
Fig.6; Fig. g zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Meßfühler; Fig. 10 und II
veranschaulichen teilweise in Ansicht und teilweise im senkrechten Schnitt eine
Kupplu;ngs- oder Bewegungsübertragungseinrichtung zur Ein- und Ausschaltung eines
Registrier-oder Aufzeichnungsgerätes, welches in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen
Meßgerät benutzt wird; Fig. I2 zeigt ein Schaltscbema für den Betrieb des Registrier-
oder Aufzeichnungsgerätes; Fig. I3 zeigt perspektivisch eineTurbinenschaufel und
eine Anzahl von Meßebenen, die durch gestrichelte Linien angezeigt sind; Fig. I4
zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt gemäß Linie I4-I4 der Fig. I3; Fig.
I5 ist eine enltwickelte Ansicht der Steuerwalze oder -trommel, welche den Vor-
und Rückgang des an dem Meßgerät vorgesehenen Meßfühlers zeigt; Fig. usa ist eine
Draufsicht auf ein Steuerwalzenelement in vergrößertem Maßstab; Fig. i6 und I7 zeigen
Schaltschemen für die Steuerkreise des in Fig. 7 veranschaulichten Meßgerätes; Fig.
I8 zeigt ein typisches Beispiel einer durch das erfindungsgemäße Meßgerät hergestellten
Meßaufzeichnung; Fig. I9 zeigt ein weiteres Schaltschema bei Benutzung von zwei
Motoren für die Bewegung des Meßfühlers; Fig. 20 ist eine Seitenansicht einer weiteren
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßgerätes; Fig. 21 zeigt einen Querschnitt
gemäß Linie 21-21 der Fig. 20; Fig. 22 und 23 zeigen eine Seitenansicht und eine
Draufsicht des in Fig. 20 gezeigten Meßfühlers; Fig. 24 zeigt einen Querschnitt
gemäß Linie 24-24 der Fig. 22; Fig. 25 zeigt eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen
Mehrfachmeßfühlers; Fig. 26 zeigt einen Querschnitt gemäß Linie 26-26 der Fig. 27;
Fig. 27 und 28 zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines .Ausführungssystems
der Erwindung zum Gebrauch für ein Mehrfachmeßfühlergerät; Fig. 29 veranschaulicht
eine Steueranlage für den Betrieb des in Fig. 20 gezeigten Nfeßgerätes und Fig.
30 ein hierfür benutzbares Schaltschema; Fig. 3I und 32 sind Detailansichten eines
Vielfachschreibers; Fig. 33 zeigt ein Schaltschema eines für den Schreiber benutzbaren
Verstärkers; Fig. 34 zeigt mehrere typische Aufzeichnungen, die mittels des in Fig.
20 bis 33 illustrierten Meßgerätes hergestellt sind; Fig. 35 zeigt einen Querschnitt
einer Meßfühlereinrichtung mit normal geschlossenen Kontakten; Fig. 36 zeigt ein
Schaltschema zur Benutzung für die in Fig. 35 gezeigte Meßfühlereinrichtung; Fig.
37 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Abtasters für Turbinenschaufeln.
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Fig. I zeigt ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Meßgerät. Dasselbe
besteht aus einer Auflage 335, auf dem das zu prüfende Werkstück 336 montiert ist.
Dieses Werkstiick oder SIeßol)jekt kann in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise
mit Hilfe einer Schneide 337, die an klein mit der .Nuflage 335 verbundenen .Arm
33s' befestigt ist. festgehalten werden.
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Auf der Auflage 335 ist eine Lage 339 aus einem geeigneten Isolationsmaterial
aufgebracht, auf welcher mittels der Schraube 335a ein Mikrometer 340 befestigt
ist; letzteres unterscheidet sich von einem normalen Mikrometer dadurch, daß die
Spindel 34I hohl ist und daß der unter Federdruck stehende Meßfühler 342 samt Spitze
343 durch die Kappe 344 hindurchragt. Die Spitze 343 ist aus einem abnutzungsfesten
Material, z. B. einer Platin-Iridium-Legierung, gemacht. Das Alikrometer 340 kann
mit einem Handgriff 345 aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material versehen
sein, welches die Hand des messenden Individuums isoliert.
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Das kennzeichnende Merkmal dieses Gerätes besteht darin, daß ein
Signal ausgelöst wird, wenn die Spitze 343 des Meßfühlers 342 das SIeßobjekt 336
berührt.
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Zu diesem Zweck ist die Auflage 335 bei 346 geerdet und das Meßgerät
ist mittels der Leitung 347 an einem Signalgeber angeschlossen, der z. B. aus einem
elektrischen Verstärker34Ss und einer Signallampe 349 im Anodenstromkreis des Verstärkers
besteht. Beim Messen des Werkstückes 336 wird zuerst der Handgriff 345 im Gegensinn
des Uhrzeigers gedreht, wobei die Spitze des Fühlers 343 in seine Anfangsstellung
gebracht wird. Das Werkstück 336 wird dann in die Niellstellung gebracht, wie das
in Fig. I gezeigt ist; der Handgriff 345 wird nunmehr im Uhrzeigersinn gedreht,
bis die Spitze 343 des Meßfühlers das Werkstück 336 berührt. Diese Stellung wird
augenblicklich durch die Signalvorrichtung 349 angezeigt. Die so bestimmten Abmessungen
des Werkstückes können dann in gewöhnlicher Weise an einem hlikrometer 340 oder
anderem geeigneten Meßinstrument abgelesen werden.
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Die in Fig. 2 und 3 ahgehildete Vorrichtung dient
dazu,
den Vorschub des Meßfühlers 343 im Augenblick der Berührung mit dem Werkstück 336
zu unterbrechen. Zu diesem Zweck ist die Auflage 350 mit einem Ständer 351 versehen.
In diesem Ständer 35I ist eineWelle352 gelagert, welche einen axialen Schlitz 353
besitzt, in den ein Stift 354 ragt, der mit einem Sperrad 355 verbunden ist. Das
eine Ende der Welle 352 ist durch eine Kupplung mit dem isolierten Handgriff 345
des Meßgerätes 340 verbunden; bei Drehung des Sperrades 355 wird sowohl der Vorschub
als auch die Drehung des Handgriffes 345 bewirkt.
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Das Sperrad 355 kann mit Hilfe des Sperrhakens 356, der mit dem auf
der Welle 358 gelagerten Rade 357 verbunden ist, absatzweise gedreht werden Die
Welle 358 ist in einem zweiten Ständer 359 gelagert. Der Sperrhaken 356 hat einen
Schlitz 361, in welchem der Haken 362 verschiebbar ist, der an dem Anker 363 des
Solenoids 364 befestigt ist. Das Solenoid 364 ist an dem oberen Teil des Ständers
351 befestigt und kann an den Anodenstromkreis des Verstärkers 348 an Stelle der
Anzeigevorrichtung 349 angeschlossen werden.
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Bei dem Gebrauch des in Fig. 2 und 3 gezeigten Gerätes wird die Spitze
des Meßfühlers 343 bei Drehung der Handkurbel 360 in der Richtung des Meßgegenstandes
336 vorbewegt. Wenn die Spitze 343 das Werkstück 336 berührt, wird durch den Verstärker
34X das Solenoid 364 betätigt, das den Anker 363 anzieht. Hierdurch wird der Haken
356 außer Eingriff mit dem Sperrad 355 gebracht, so daß weiteres Drehen der Handkurbel
das Meßgerät nicht weiter vorbewegen kann.
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Das Sperrad355 ist so ausgebildet, daß jeder Zahn das Meßgerät um
soviel, z. B. 0,002 mm, vorschiebt, als im Interesse der Meßgenauigkeit im Einzelfall
gewünscht ist.
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Die Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen ein erfindungsgemäßes Meßgerät
welches durch Signale angibt, ob die Messe eines Werkstückes in eine vorbestimmte
maximale oder minimale Toleranzgrenze fallen.
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Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, besteht das Meßgerät aus einer
Grundplatte 365 und einem Ständer 366, der mittels der Schneiden 367, 368 das zu
messende Werkstück 336 in der Meßstellung festhält. Die Grundplatte 365 hat parallele
Leitschienen 369, 370, auf welchen ein Schlitten 37I in der Richtung des Meßstückes
336 verschiebbar ist. Zur Verschiebung des Schlittens ist eine Schraubenmutter 372
an demselben befestigt; eine Schraube 373, die drehbar alter nicht in der Längsrichtung
beweglich ist, greift in diese Mutter ein; die Schraube ist mittels des Lappens
374 auf der Grundplatte 365 befestigt und wird mit dem Drehknopf 375 betätigt.
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Der Schlitten 37I ist mit drei Meßfühlern 376, 377, 378 versehen,
welche voneinander und von dem Schlitten 371 isoliert sind. Diese Meßfühler werden
von den Federn 376a, 377a, 378a in die Arbeitsstellung gedrückt und sind an drei
mit Signalvorrichtungen versehene Verstärker 379, 380, 38I angeschlossen, die entsprechend
der in Fig. I gezeigten Vorrichtung ausgestaltet sein können.
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Der Meßfühler 376 ist zur Zusammenarbeit mit dem Meßobjekt 336 eingerichtet;
die Meßfühler 377, 378 arbeiten mit den Spindeln 385, 386 der Mikrometer 387 und
388 zusammen, die auf der Grundplatte365 angeordnet sind. Beim Gebrauch des in Fig.
4 und 5 veranschaulichten Meßgerätes werden die Meßanordnungen 387, 388 so eingestellt,
daß die Enden der Spindeln 385, 386 sich in einer Stellung befinden, die den Maximum-
und Minimumtoleranzen des Meßgegenstandes 336 entspricht, während die Spitzen der
Meßfühler 376, 377, 378 in einer Linie liegen, die quer zur Vorschubrichtung des
SchlittenSs 37I verläuft.
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Der Schlitten 37I wird dann durch Drehung des Drehknopfes 375 vorgeschoben,
bis einer der Fühler 376, 377, 378 den Stromkreis durch einen der drei Signalgeber
379, 380, 381 schließt.
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Wenn das zu messende Werkstück 3136 zu dick ist, wird nur die Anzeigevorrichtung
379 betätigt; wenn sich dasselbe innerhalb der Toleranzgrenzen befindet, dann werden
die Anzeigevorrichtungen 380, 379, 38I betätigt; wenn sich das Werkstück 336 außerhalb
der Minimumtoleranz befindet, werden alle drei Anzeiger 380, 38I, 379 in dieser
Reihenfolge nacheinander betätigt. Man kann daher ohne weiteres bei Beobachtung
der drei Anzeiger 382, 383, 384 feststellen, ob sich der Meßgegenstand 336 innerhalb
der zulässigen Toleranzgrenze befindet.
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In Fig. 6 ist eine der eben beschriebenen ähnliche Meßanordnung gezeigt
mit dem Unterschiede, daß ein anderer Anzeigestromkreis benutzt ist. Die beiden
Mikrometer 387, 388 sind auf der Isolierplatte 389 befestigt, die auf der' Grundplatte
365 montiert ist. Die drei Anzeiger, z. B. Neonlampen 382, 383, 384, sind durch
entsprechende Reihe widerstände3go, 39I, 392 miteinander und durch die Leitung 393
mit dem Meßfühler 376 verbunden.
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Die Signallampe 382 ist durch Leiter 394 mit dem positiven Pol einer
nicht gezeigten Stromquelle und mit einer Öse 395 verbunden, wobei eine stromleitende
Verbindung zu den Mikrometeranordnungen 387, 388 hergestellt ist. Die Signallampen
383, 384 sind durch die Leitungen 396, 397 mit denz Meßfühlern 377, 378 verbunden.
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Wenn der zu messende Gegenstand336 zu dick ist, dann wird nur das
Signal 382 betätigt; wenn es sich innerhalb der Toleranzgrenzen befindet, dann werden
die Anzeiger 382, 383 betätigt; wenn es außerhalb der Toleranzgrenzen liegt, dann
werden alle drei Signalanzeiger 382, 383, 384 gleichzeitig sichtbar.
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Die Fig. 7 bis I9 zeigen ein Meßgerät, bei dem ein in einer Richtung
fortschreitender Meßgegenstand mehrere Abtaststellen passiert, wobei Meßvorrichtungen
bei jeder Abtaststelle in Wirksamkeit gesetzt werden. Während das Meßgerät in der
Richtung des Werkstückes bewegt wird, wird ein Signal ausgelöst, welches auf einem
Anzeige- oder Papierstreifen ein Zeichen macht, das normalerweise der äußeren Gestaltung
des Werkstückes an dieser Stelle entsprechen soll. Sobald das Fühlergerät das Werkstück
berührt, wird ein zweites Zei-
chen oder Markierung auf dem Anzeigestreifen
gemacht. Da der Anzeigestreifen proportional mit dem Fühlergerät bewegt wird, bezeichnet
der Abstand zwischen den beiden Markierungen die Abweichung in der Gestaltung des
Meßgegenstandes von der gewünschten oder normalen äußeren Gestalt oder Umrißlinie
an der für diese Messung maßgeblichen Meßstelle.
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Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, besteht eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Profilaufzeichnungsgerätes aus einem Bodenteil 30, einem darauf
befindlichen Schraubstock 31 oder einer anderen geeigneten Halteeinrichtung, in
welcher das Werkstück, z. B. eine Turbinenschaufel 32, montiert werden kann Der
Halter 3I ist in einer senkrechten Gleitführung 33 gleitbar angeordnet, wodurch
die Meßebene eingestellt werden kann. Die Gleitführung 33 ist auf einer Skalenscheibe
34 angeordnet, und letztere ist mit einer Anzeigevorrichtung 35 versehen, dergestalt,
daß dieselbe mit einer Gradeinteilung 36 zur Ablesung gebracht werden kann, die
sich auf dem die Skalenscheibe 34 tragenden Schlitten 37 befindet. Mittel sind vorgesehen,
welche die Skalenscheibe 34 in einer bestimmten Winkellage feststellen.
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Der Schlitten 37 ist auf Leitschienen 38 geführt, von denen eine
in Fig. 7 gezeigt ist; er kann mittels geeigneter Reduktionsgetriebe 4x durch eine
von dem Motor 40 (Fig. 8) angetriebene Leitspindel 39 bewegt werden. Der Motor 40
(Fig. 8) wird von einer Trommel 42 gesteuert; auf der Trommel ist zu diesem Zweck
eine Mehrzahl von Steuerstellen 43 vorgesehen, die von einem photoelektrischen Abtastgerät
44 abgetastet werden. Das photoelektrische Abtastgerät 44 sendet Signalimpulse an
einen Stromkreis, dessen Wirkungsweise nachstehend beschrieben ist und durch den
der Motor 40 betrieben wird, so daß der Meßgegenstand 32 in die verschiedenen Prüfungsstellen
gebracht wird.
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Ein Meßfühler 47, bestehend aus einem biegsamen oder elastischen
Material, ist für Hinundherbewegung (Fig. 7 und 8) in einem Halter 46 gelagert;
der Fühler ist von einer Zahnstange48 getragen, die im Eingriff mit einem Zahnrad
49 steht, welches über geeignete, in dem Getriebekasten 50a befindliche Getriebe
von dem Motor 50 angetrieben wird. Der Getriebekasten trägt ein Sperrad 330 und
Sperrstange, welche von einem Solenoid 331 angetrieben werden, um eine Leitspindel
51 absatzweise zu drehen. Drehung der Leitspindel 51 bewegt den Schlitten 52 samt
Träger 53, auf welchem sich zwei im Winkel zueinander angeordnete photoelektrische
Abtaster 54, 55 befinden.
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Die Taster 54, 55 sind so angeordnet, daß sie die auf der Trommel
57 befindlichen Vor- und Rückgangsmarkierungen 36 und 36a abtasten können, um dadurch
den Hinundhergang des Fühlers 47 zu steuern. Die Trommel ist auf der Welle 58 gelagert
und wird von dem Reduktionsgetriebe im Kasten 50a angetrieben.
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Fig. g zeigt eine Detailkonstruktion der Meßfühleranordnung47. Der
Fühler 69, der vorzugsweise mit einer aus einer Platin-Iridium-Legierung bestehenden
Spitze versehen ist, wird von der Feder 70, die in der Hülse 7I sitzt, gegen das
Meßobjekt oder Werkstück angepreßt; die Hülse ist auf ein Rohr 72 aufgeschraul)t,
das in der aus Isolier material bestehenden Zahnstange 48 sitzt.
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Der Bodenteil 30 (Fig. 7) beherbergt Mittel 45, welche das Verhältnis
zwischen den tatsächlichen und den gewünschten Ausmaßen oder Umrissen des Werkstückes
in den einzelnen Meßstellen aufzeichnen. Diese Aufzeichnungsmittel können aus einer
gewöhnlichen Schreihnadel 62 bestehen, welche auf einem elektrochemisch registrierenden
Streifen 59 schreibt. Der letztere wird gleichzeitig mit der Be wegung des Werkstückes
37 zu den Meßstellen vorgeschohen. Zu diesem Zweck kann ein Motor 60 benutzt werden,
dessen Arbeitsweise im folgenden beschrieben ist.
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Wenn ein elektrischer Strom das Papier durchfließt, dann erzeugt
er eine sichtbare Markierung auf demselben. Die Schreibnadel 62 ist von einem Arm
63 der Zahnstange 63a getragen und letztere ist durch ein Zahnrad 64 angetrieben,
das seinerseits über eine Kupplung 65 und die Welle 66 von dem Getriebekasten 50a
angetrieben ist. Auf diese Weise wird die Schreibnadel 62 über den Papierstreifen
entsprechend der Bewegung des Fühlers 47 geführt.
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Die Bewegungsübertragung ist so eingerichtet, daß, um größte Genauigkeit
zu erzielen, die Schreibnadel eine hundertmal größere Bewegung ausführt als der
Fühler.
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Vorzugsweise ist der Arm 63 mit einem Teil 67 versehen, der so angeordnet
ist, daß durch denselben ein Schalter 68 betätigt wird, wenn die Bewegung der Schreibnadel
vorbestimmte Toleranzen überschreitet; der Schalter schaltet das Meßsystem aus wodurch
angezeigt ist, daß der gemessene Gegenstand nicht den Vorschriften entspricht.
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Um den Aufzeichnungs- oder Rekordstreifen 59 möglich schmal zu halten,
darf die Bewegung des Schreibers62 erst kurz vor dem Zeitpunkt beginnen, wo die
Markierung gemacht wird, die den gewünschten Meßumrissen entspricht. Dieser Zweck
wird erreicht mit Hilfe der Kupplung 65, welche mit den zugehörigen elektrischen
Steuerungen, die später beschrieben werden, in den Fig. IO und II veranschaulicht
ist.
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Gemäß Fig. IO wird das Zahnrad 64, welches die Zahnstange 63, 63a
antreibt, von einem Kegelrad gc getrieben; letzteres ist im Eingriff mit Kegelrad9I,
das von einer in der Querwand 93 gelagerten Welle 92 getragen ist. Die Welle 92
trägt einen Stift 94, der in einen in der Muffenkupplung96 vorgesehenen Schlitz
95 eingreift. Der Schlitz 95 ist weit genug, um einen toten Eingriff zwischen der
Welle 92 und der Kupplung 96 zu gestatten. Die Kupplung 96 ist mit der Welle 92
durch eine Spiralfeder 97 verbunden.
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Die Hülsenkupplung 96 ist so angeordnet, daß sie mit einem auf der
Welle 66 befindlichen Kupplungsteil 98 in Eingriff gebracht werden kann. Der Kupplungsteil
98 besitzt einee Rille 99, in welche ein Stift IOO eingreift, der auf einem um den
Zapfen 102 drehbaren Hebelarm sitzt. Der Hebelarm 101 ist
gewöhnlich
in einer Stellung gehalten, in der der Kupplungsteil 98 und die Hülsenkupplung 96
sich außer Eingriff befinden; diesem Zweck dient die Feder 103, deren eines Ende
104 an dem oberen Ende des Hebelarmes IOI und dessen anderes Ende bei 105 an der
Querwand 93 befestigt ist.
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Die Stange Io7 ist mit dem unteren Ende des Hebels IOI und dem Anker
Io8 eines Solenoids IO9 verbunden. Das Solenoid IO9 wird durch einen später heschriebenen
Steuerstromkreis betätigt, welcher den Kupplungsteil 98 und die Hülsenkupplung 96
in Eingriff bringt, kurz bevor die Markierung für den zu messenden Umrißpunkt auf
den Aufzeichnungsstreifen aufgebracht werden soll, und den Eingriff unterbricht,
wenn der Abtaster 47 das Werkstück 32 berührt.
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Die Arbeitsweise der eben beschriebenen. Markierungsvorrichtung wird
nunmehr in ihrer Anwendung auf eine in Fig. 13 gezeigten Turbinenschaufel 32 beschrieben
werden.
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Es wird angenommen, daß die Abweichungen von dem vorgeschriebenen
Umriß der Turbinenschaufel 32 an mehreren Stellen nachgeprüft werden sollen, die
in der horizontalen Schnittebene M liegen.
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Im folgenden ist die Umrißlinie des Werkstückes als der senkrechte
Abstand der Linie 110 (Fig. 14) zu der Oberfläche des Werkstückes in, einer Mehrheit
von Meßstellen definiert; in Fig. 14 sind zwölf Meßstellen gezeigt.
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Um sicher zu sein, daß der Schlitten 37 jedesmal, wenn der Motor
40 in Betrieb gesetzt wird, in der richtigen Entfernung zu der nächsten Meßstelle
bewegt wird, müssen die Markierungen 43 auf der Trommel 42 im Verhältnis zu den
Abständen zwischein, den entsprechenden Meßstelle des Werkstückes 32 auf der Linie
110 angeordnet sein (Fig. I4).
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In ähnlicher Weise müssen die Steuertnarkierungen auf der Trommel
57 genau angeordnet sein, und zwar unter Berücksichtigung der Umrisse des Werkstückes.
Eine entwickelte Ansicht der Trommel 57 ist in Fig. I5 gezeigt. Die Steuermarkierungen
56 für den Vorschub sind derart auf der Oberfläche der Trommel 57 angeordnet, daß
für jede Meßstelle der Abstand von der Linie 113 zu den Steuermarkierungen der Entfernung
entspricht, für welche der Träger 53 verschoben wird, um die Spitze des Abtasters
69 in eine Stellung zu bringen, welche dem Umriß des Werkstückes 32 entspricht.
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Unterhalb der gestrichelten Linie II3 der Fig. 15 ist eine Anzahl
von Rückzugsmarkierungen 56a, und zwar je eine für jede der zwölf Meßstellen vorgesehen.
Die Entfernung zwischen der Grundlinie 113 und den Markierungen 560 ist vorzugsweise
so gewählt, daß die Entfernung der den Vorschub steuernden Markierungen oder Steuerpunkte
56 und der den Rückzug steuernden Markierungen 56a im wesentlichen die gleiche ist,
sodaß der Abtaster 47 dem Umriß des Werkstückes32 folgt. Infolgedessen entfernt
sich derbleßfühler47 nur um ein geringes Stück von dem Werkstück 32 und es können
entsprechend höhere Arbeitsgeschwindigkeiten erzielt werden.
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Zuerst wird in der Regel der Meßfühler 47 und das Werkstück 32 in
die richtige Anfangsstellung gebracht werden müssen. Mit Bezug auf den Abtaster
47 wird dieser Zweck dadurch erreicht, daß der Schalter 1 i6 des elektrischen Steuersystems
(Fig. I6) in die Handstellung gebracht wird, wobei der bewegliche Kontakt sI7 den
unheweglichen Kontakt II8 berührt. Hierdurch wird die Kraftleitung I I9 über die
Leitung 120 mit den beweglichen Kontakten I2I, 122 (Fig. 17) des Fühlermotors und
mit den Handjschaltern I23, 124 des Meßstellenmotors verbunden.
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Um den Motor 50 in einer Richtung zu drehen, wird der bewegliche
Kontakt 121 des Schalters I23 mit dem feststehenden Kontakt I25 verbunden, wodurch
ein Stromkreis von der Kraftleitung 119 (Fig. I6) über den beweglichen Schaltern
II7, den festen Kontakt 1 i8, die Leitung 120, den beweglichen Schaltarm 121 (Fig.
17), den festen Kontakt 125, die Leitung 126, einen Begrenzungsschalter 127, die
Leitung I28, das Relais I29 zu der Kraftleitung I30 geschlossen wird, wodurch das
Relais 129 betätigt wird. Infolgedessen werden. die normalerweise geöffneten Kontakte
131, I32, I33 mit den festen Kontakten I34, I35, 136 geschlossen, und dadurch wird
der Fühlermotor 50 mit Dreiphasenwechselstrom gespeist und in einer Richtung gedreht.
Gleichzeitig wird der normalerweise geschlossene Relaiskontaktarm I37 von dem festen
Kontakt 138 gelöst; hierdurch wird eine Betätigung des Relais I43 durch eine unbeabsichtigte
Handhabung des Gegenstromschalters I52 verhindert.
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Um den Motor 50 in entgegengesetzter Richtung zu drehen, wird der
Kontaktarm I2I (Fig. I7) des Schalters 123 mit dem festen Kontakt 139 eingeschaltet,
wodurch ein Stromkreis von der Kraftleitung II9 (Fig. I6) über den Schaltkontaktarm
tI7, den festen Kontakt II8, die Leitung I20, den Schaltkontaktarm I2I, den festen
Kontakt I39, die Leitung I40, den Begrenzungsschalter I4I, die Leitung 142, das
Relais I43 und zurück zur Kraftleitung I30 geschlossen wird. Hierdurch wird das
Relais I43 betätigt, das die normalerweise offenen Kontakte 144, 145, I46 mit den
festen. Kontakten 147, I48, I49 schließt. Hierdurch wird ein Dreiphasenwechseistrom
von entgegengesetzter Drehphase dem Motor 50 zugeführt, der nunmehr in einer der
früheren entgegengesetzten Richtungen rotiert.
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Gleichzeitig wird die Verbindung des normalerweise geschlossenen Relaiskontaktes
I50 mit dem festen Kontakt 151 unterbrochen, wodurch verhindert wird, daß das Relais
129 durch den Gegenstromschalter I52 unabsichtlich betätigt wird.
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Zur Erzielung einer genauen Arbeitsweise ist es wichtig, daß der
Motor 50 ohne Leerlauf unmittelbar zum Stillstand gelangt. Dies kann mittels eines
üblichen Gegenstromschalters I52 in Zusammen arbeit mit den in Fig. I7 gezeigten
Stromkreisen erreicht werden. Bei Schaltern dieser Art wird ein beweglicher Kontakt
153 außer Eingriff mit den festen Kontakten 154, I55 gehalten, solange der Motor
50 stillsteht. Wenn der Motor rotiert, dann schließt der Kontakt 153 einen der festen
Kontakte 154, 155 je nach der Drehrichtung des Motors.
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Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise des Gegenstromschalters
152 sei angenommen, daß die Motorschaltkontakte I2I, I25 geöffnet sind, nachdem
sie vorher geschlossen worden waren, um den Motor 50 in einer Richtung in Gang zu
setzen. Dadurch wird das Relais I29 ausgeschaltet, und die Kontakte 137, I38 werden
geschlossen. Der Kontaktarm 153 des Schalters I52 wird mit dem Kontakt I54 geschlossen,
während sich der Motor in dieser Richtung dreht, wobei ein Stromkreis von der Kraftleitung
119 über den Leiter 156, den beweglichen Gegenstromschalterkontakt I53, den festen
Kontakt I54, den Drehkontakt I37, den festen Kontakt I38 und! das Relais I43 zur
Kraftleitung 130 geschlossen wird. Dieser Stromkreis betätigt das Relais 143 und
führt einen Dreiphasenwechselstrom von entgegengesetzter Drehphase zu dem Motor
50, wodurch dieser schnell abgebremst wird.
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Sowie er zum Stillstand kommt, wird der Kontaktarm 153 von dem festen
Kontakt I54 des Gegenstromschalters gelöst und das Relais I43 wird dadurch stillgesetzt.
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Eine ähnliche Schaltoperation findet statt, wenn die Schalterkontakte
12I, I39 des Prüfmotors geöffnet werden, um den Motor wieder stillzusetzen, nachdem
er in entgegengesetzter Richtung gedreht worden war. In diesem Fall werden durch
die Ausschaltung des Relais I43 die Kontakte 150, 151 geschlossen, während die Schaltkontakte
153, 155 geschlossen werden. Hierdurch wird das Relais I29 für einen Augenblick
betätigt und speist den Motor 50 mit einem Dreiphasenwechselstrom, wodurch derselbe
abgebremst wird, worauf die Schalterkontakte 153, 155 geöffnet werden.
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Ähnliche Stromkreise sind für die Handsteuerung des Motors 40 vorgesehen
und entsprechende Teile derselben (Fig. I7) sind mit gestrichelten Bezugszahlen
versehen. Der Handbetrieb des Motors 40 arbeitet im wesentlichen wie der des Motors
50 und eine ausführlichere Beschreibung erübrigt sich daher.
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Sobald das Tastgerät 47 durch Handbetrieb der Motoren 40, 50, wie
beschrieben, in die korrekte Anfangsstellung mit Bezug auf das Werkstück 32 gebracht
ist, wird der Schalter 116 (Fig. I6) in die automatische Stellung gedreht. Somit
sind die Kontakte 117, 118 geöffnet, während die Kontakte 156, I57 geschlossen sind.
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Durch das Schließen der Kontakte 156, 157 wird der Leiter I68 an
die Kraftleitung 119 angeschlossen, und wenn der Anlaßknopf I58 betätigt wird, wird
der Leiter I68 in Zusammenhang mit dem Relais I59 an die Kraftleitung 130 angeschlossen.
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Hierdurch wird das Relais I59 betätigt und dessen Kontakte I60 geschlossen,
so daß es betätigt bleibt, wenn der Anlaßknopf losgelassen wird.
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Bei Umschaltung in die automatische Stellung beriihrt der Schaltarm
I6I des automatischen Handschalters 116 für eine kurze Zeit den festen Kon takt
I62. Hierdurch wird auf einen Augenblick ein Stromkreis von der Kraftleitung 119
über die geschlossenen Kontakte 161, 162, die Leitung I63 zur Israftleitung 130
geschlossen, wobei das Relais I64 betätigt wird. Die Haltekontakte 165 des Relais
I64 schließen und halten dasselbe in erregtem Zustand, auch wenn die Kontakte I6I,
I62 durch Betätigung des automatischen Handschalters in die automatische Stellung
wieder geöffnet werden. Die Kontakte I66 und I67 werden auch durch Erregung des
Relais I64 geschlossen.
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Durch das Schließen der Kontakte I66 des Relais 164 wird ein Stromkreis
von der Kraftleitung 119 durch die geschlossenen Kontakte 156, I57 des Schalters
116, die Leitung I68, den normal geschlossenen Halteknopf 169. den Schalter 68,
den Leiter I70, die geschlossenen Kontakte I60 des Relais 159, die Leitung 171,
2, die geschlossenen Kontakte 166 des Relais 164,. die Leitungen 173 (Fig. I7) und
das Relais I29 zu der Kraftleitung 130 geschlossen. Hierdurch wird das Relais I29
betätigt, wodurch seine Kontakte geschlossen werden und ein Drueiphasenwechselstrom
dem Motor 50 zugeführt wird. Der Motor 50 wird dadurch so gedreht, daß der Abtaster
47 (Fig. 8) in Richtung des Werkstückes 32 vorgeschoben wird.
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Die Drehung des Motors 50 bewegt gleichzeitig die Trommel 57 in der
Richtung, in der die Vorwärtssteuermarkierungen 56 für die Meßstelle 1 sich dem
Vorwärtsabtaster 55 nähern. Wenn das Gerät richtig eingestellt ist., dann kreuzt
die Leitkanten6' der Steuermarkierung 56 (Fig. 15 a) der Meßstelle 1 den von dem
.Nbtastmechanismus 55 (Fig. 8) kommenden Lichtstrahl, kurz ehe die Tasternadel 69
(Fig. g) den Punkt erreicht, welcher der korrekten Umrißlinie des Werkstückes 32
entspricht. Wenn dieses eintritt. dann erzeugt der Abtaster 55 ein elektrisches
Signal, das durch die Leitung 175 dem Verstärker 176 (Fig. 12) zugeführt wird.
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Das von dem Abtaster 55 kommende Signal überstimmt die Sperrspannung,
die an die Röhre 73 des Verstärkers I76 durch die seriengeschalteten Widerstünde74,
75 und den Relastungswiderstand 203, welche von einer nicht gezeigten Stromquelle
gespeist werden, angelegt wird. Hierdurch wird die Röhre73 leitend, wodurch ein
Relais I77, das an den Anoden'kreis mittels des Leiters I78 angeschlossen ist, erregt
wird (Fig. T2 und I6). Erregung des Relais 177 (Fig. 16) schließt die normalerweise
offenen Kontakte I79, 180, wodurch die Stromkreise für die Kupplung (Fig. II) betätigt
werden und die Schreibnadel 62, wie vorher beschrieben, angetriehen wird.
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Schließen der Kontakte 179 schließt einen Stromkreis von der Kraftleitung
I30 über Halterelais I82, Leiter I83, die geschlossenen Kontakte I79 des Relais
I77, die Leitung t84, die normal geschlossenen Kontakte I85 des nicht erregten Relais
186, dieLeitungen 187, I88, I68 und die geschlossenen Kontakte 156, I57 des Schalters
116 zu der Kraftleitung 119, wodurch das Relais I82 erregt wird.
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Hierdurch werden die normalerweise offenen Relaiskontakte I89, I90
geschlossen, und der normalerweise geschlossene Kontakt 191 wird geöffnet.
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Die geschlossenen Kontakte 189 sind Haltekontakte, welche das Relais
182 erregt erhalten mit-
tels eines Stromes, der von der Kraftleitung
I30 durch das Relais 182, die geschlossenen Kontakte 189, die normalerweise geschlossenen
Kontakte I85 des nicht erregten Relais I86, die Leiter I87, I88, I68 und die geschlossenen
Kontakte 156, 157 des Schalters II6 zu der Kraftleitung 119 fließt.
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Das Schließen der Kontakte 190 des Relais I77 erregt das Halterelais
I92 mittels eines Stromes, welcher von der Kraftleitung 119 durch die geschlossenen
Kontakte 156, I57 des Schalters II6, den Leiter 193, die normalerweise geschlossenen
Kontakte 194 des nicht erregten Relais 195, den Leiter I96, die geschlossenen Kontakte
I80 des erregten Relais 177, den Leiter 197, die geschlossenen Kontakte 167 des
erregten Relais 164, den Leiter IgS und das Relais 192 zu dem Kraftleiter I30 fließt.
Durch Erregung des Relais 192 werden dessen Haltekontakte 199 geschlossen, welche
dasselbe mittels eines Stromkreises im Erregezustand erhalten, welcher aus den geschlossenen
Kontakten I99, dem Leiter 200, den geschlossenen Kontakten 194 des erregten Relais
I95, den Leitern I93, I68, den geschlossenen Kontakten 156, 157 und der Kraftleitung
119 besteht.
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Der Leiter I98, der nunmehr mit der Kraftleitung 119 verl)ullelell
ist, ist auch an einen Pol des Solenoids lo() ig. Io) angeschlossen, dessen anderer
I>ol mittels des Leiters I98a mit der Kraftleitung 130 verbunden ist. Infolgedessen
wird das Solenoid IO9 (Fig. IO) erregt und bewegt den Kupplungsteil 98 mit der auf
der Welle 92 befindlichen Hülsenkupplung 96 in Eingriff. Hierdurch wird die den
Schreiber tragende Zahnstange 63 und das Reduktionsgetriebe 50a (Fig. 8) derart
miteinander verbunden, daß der Schreibstift 62 im Verhältnis zur Verschiebung des
Fühlers 47 über den Registrierstreifen 59 bewegt wird.
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Wenn der Lichtstrahl des Vorwärtstasters 55 (Fig. 8) die Kante56"
der Steuermarkierung 56 (Fig. 15a) verläßt, wird die Sperrspannung der Rohre 73
(Fig. 12) wieder wirksam, so daß dieselbe den Strom nicht mehr durchläßt. Die Erregung
des Relais 177 wird dadurch unterbrochen, und die Kontakte I79, 180 werden geöffnet.
Die Ausschaltung der Rohre 73 erzeugt einen positiven Impulse in dem Anodenstromkreis
der durch einen Kupplungsstromkreis, bestehend aus dem Serienkondensator 76 und
dem Nebenschlußwiderstand77, zu dem Gitter der Rohre 78 geleitet wird. Dieser positive
Impuls überwiegt die Sperrspannung der Röhre 78, die mittels der WiderstäNde 79,
80, welche von einer nicht gezeigten Stromquelle versorgt werden, erhalten wird.
Hierdurch wird die Röhre 78 leitend gemacht und entlädt einen Kondensator 80, der
vorher durch einen Widerstand 8I geladen wurde, der an eine nicht gezeigte Anodenstromquelle
angeschlossen ist.
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Das Entladen des Kondensators 80 erzeugt einen positiven Impuls,
der durch den aus dem Reihenkondensator 82 und dem Nebenschlußwiderstand 83 bestehenden
Kopplungskreis auf das Gitter der Röhre 84 übertragen wird. Auf diese Weise wird
die Sperrspannung überstimmt, die durch die nicht gezeigte Anodenstromquelle gespeisten
Widerstände 85, 86 erzeugt wird. Die Röhre 84 leitet nunmehr, so daß ein Stromimpuls
vom Schreibstift 62 durch den Registrierstreifen 59 und die sich ini dem Anodenkreis
der Röhre 84 befindliche leitende Walze 87 fließt, wodurch eine Markierung 205 auf
dem Streifen 59 entsteht (Fig. I8). Vorzugsweise wird ein Widerstand 86 in Reihe
mit dem Stift 62 angeordnet, um den Strom auf einen verhältnismäßig kleinen Wert
zu begrenzen.
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Man kann sehen, daß das Öffnen der Kontakte 179, l80 die Halterelais
182, Ig2 nicht beeinflußt, da diese durch ihre Haltekontakte 189 und I99 erregt
bleiben.
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Der Fühler 47 und der Stift 62 rücken nun weiter vor, bis die Fühlernadel
69 (Fig. g) das Werkstiick 32 in der Prüfungsstelle 1 berührt. Wenn das geschieht,
wird ein Stromkreis (Fig. 12) von dem positiven Pol der nicht gezeigten Anodenquelle
durch den Begrenzungswiderstand I89, das Werkstück 32, die Fühlernadel 69 zu dem
Gitter der Röhre 181 des Verstärkers 205 geschlossen. Der Gitterwiderstand 201 ist
zwischen dem Gitter der Röhre und Erde angebracht. Dadurch wird eine positive Spannung
dem Gitter der Röhre 181 zugeführt, die die normalerweise durch die zwischen Erde
und dem positiven Pol der nicht gezeigten Anodenquelle verbundenen Widerstände 202,
207 erzeugte Sperrspannung überstimmt. Die Röhre I8I wird dadurch leitend und speist
durch die Leiter 206 das Relais 195 mit Strom. Erregung des Relais 195 schließt
die normalerweise offenen Kontakte 208 und öffnet die normalerweise geschlossenen
Kontakte 194 (Fig. 16).
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Der positive Spannungsimpuls, der durch die Berührung der Fühlernadel
69 mit dem Werkstück 32 entsteht, wird durch den Leiter 398 auch dem Steuergitter
der Röhre 399 zugeführt. Dadurch wird die normalerweise durch die Widerstände 78,
80 erzeugte Sperrspannung der Röhre 399 überstimmt, so daß diese leitend wird und
den Kondensator 400 entlädt, der vorher durch den Widerstand 40I von der nicht gezeigten.Anodenstromquelle
aufgeladen worden war. Das Entladen des Kondensators 400 erzeugt einen positiven
Spannungsimpuls, der dem Gitter der Röhre 84 zugeführt wird, so daß eine zweite
Markierung 206 auf dem Streifen 59 entsteht (Fig. I8).
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Wie bereits erwähnt, ist der Abstand zwischen den Markierungen 205
und 206 auf dem Streifen 59 in Fig. 18 ein Maß der Abweichung des Umrisses des Werkstückes
an der Prüfungsstelle I von dem wahren oder erwünschten Umriß für diese Prüfungsstelle.
Da die Markierung 206 nach der Markierung 205 gemacht wurde, so ergibt sich, daß
der Abstand des Werkstückes 32 'von der Linie 110 (Fig. 14) etwas geringer als der
ideale oder erwünschte Abstand ist.
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Der Streifen 59 kann auch mit genormten Markierungen 207, 208 versehen
werden, die die maximalen und minimalen Toleranzgrenzen des Werkstückes 32 angeben.
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Das Öffnen der Kontakte 194 des Relais 195
(Fig.
16) löst das Halterelais 192, wodurch der Strom durch das Solenoid IO9 (Fig. II)
seinerseits unterbrochen wird. Die Feder 103 entkuppelt nunmehr die Kupplung 98
von der Hülsenkupplung 96, wodurch es dem Stift 63 ermöglicht wird, durch die Feder
207 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt zu werden.
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Das Schließen der Kontakte 208 des Relais I95 schließt einen Stromkreis
von der Kraftleitung I30 durch das Relais 208ª, den Leiter 2o9, die geschlossenen
Kontakte 208 des Relais 195, den Leiter zero, die geschlossenen Kontakte 185 des
unerregten Relais 186, die Leiter 187, I88 und I68 und die geschlossenen Kontakte
I56, I57 zu der Kraftleitung 1 19. Das Relais 208a wird dadurch erregt, so daß die
normalerweise offenen Kontakte 2II, 212 sich schließen und die normalerweise geschlossenen
Kontakte 213 sich öffnen.
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Schließen der Kontakte 211 verbindet den Leiter 209 direkt mit den
geschlossenen Kontakten I85 des unerregten Relais 186, wodurch das Relais 208a momentan
erregt wird.
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Da nun beide Relais I82 und 218 erregt sind und ihre normalerweise
geschlossenen Kontakte I9I, 213 offen sind, so wird der erregende Stromkreis für
das Relais 164 unterbrochen und dieses unerregt.
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Daher werden auch die Kontakte 166 geöffnet, so daß das Relais I29
des Fühlermotors ausgelöst wird (Fig. 17).
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In der Zwischenzeit wird das Relais I86 erregt durch das Schließen
der Kontakte 212 des Relais 208. Dies geschieht durch einen Stromkreis von der Kraftlinie
I30, durch das Relais 186, den Leiter 2I4, die geschlossenen Kontakte 190 des erregten
Relais 1s'2, den Leiter 2I5, die geschlossenen Kontakte 212 des erregten Relais
208, die Leiter 215,216, die normalerweise geschlossenen Kontakte 2I8 des unerregteil
Relais 2I9, die Leiter 220, I88, I68 und die geschlossenen Kontakte 156, I57 zu
der Kraftleitung 119.
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Erregung des Relais 186 schließt die normalerweise offenen Kontakte
203, 22I, 222 und öffnet die normalerweise geschlossenen Kontakte 185. Das Schließen
der Kontakte 22I hält das Relais I86 vorläufig erregt, da ein Pol desselben direkt
mit dem Leiter 217 verbunden ist (Fig. I6). Wenn die Kontakte 203 geschlossen sind,
wird ein Widerstand 402 durch die Leiter 203a im Nebenschluß mit der Photozelle
des Abtastgerätes 55 (Fig. I2) verbunden, so daß die letztere nicht mehr auf die
Markierungen auf der Trommel ansprechen kann. Infolgedessen wird keine Markierung
auf dem Streifen 59 erzeugt, wenn die die Vorbewegung steuernde Markierung 56 wiederum
an der Abtastvorrichtung während der oben beschriebenen Rückbewegung der Trommel
57 vorbe ikomm t.
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Das Schließen der Kontakte 222 vervollständigt eine Verbindung von
der Kraftleitung 1 19 durch die geschlossenen Schalterkontakte I56, I57, die Leiter
I68, I70, die geschlossenen Kontakte I60 des erregten Relais I59, die Leiter I7I
und I72 die geschlossenen Kontakte 222 und dem Leiter 223 zu einem Pol des Relais
I43 (Fig. I7), dessen anderer Pol mit der Kraftleitung I30 verbunden ist. Das erregt
das Relais I43 und führt Dreiphasenwechselstrom von entgegengesetzter l'hasenrichtung
dem Motor 50 zu, so daß er sich in entgegengesetzter Richtung dreht und den Fühler
47 von dem Werkstück 32 zurückzieht (Fig. 8).
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Während der Fühler 47 sich von dem Werkstück 32 zurückzieht, dreht
sich die Walze 57 in entgegengesetzter Richtung, bis die Rückführungssteuerpunkte
56a für Station I den Lichtstrahl der Rückzugsabtastevorrichtung 5 kreuzen. Wenn
das geschieht, erzeugt die I'orrichtung 54 ein Signal, welches mittels der Leiter
224 (Fig. 8) einem Verstärker 225 zugeführt wird, dessen Leistung dann dem Relais
219 (Fig. 16) durch die Leite.r 226 zugeleitet wird. Erregung des Relais 219 schließt
die normalerweise offenen Kontakte 227 und öffnet die normal geschlossenen Kontakte
2I8. Das Offnen der Kontakte2I8 unterbricht den Stromkreis des Abtastnngsrelais
143, so daß der {otor 5oansgeschaltet und durch (egenstrom zum Stillstand gebrachtwird.
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Das Schließen der Kontakte 227 erregt das Halterelais 228, den Motor
60, der den Streifen vorschiebt, und das Solenoid 331, welches das Abtastgerät 54,
55 (Fig. 8) durch einen Stromkreis, der von der Kraftleitung I30 durch den Leiter
229, das Relais 228. den Motor 60, parallel geschaltet mit dem Solenoid 331, den
Leiter 230, die geschlossenen Kontakte 227, den Leiter 231, die normal geschlossenen
Kontakte 232 des unerregten Relais 233, die Leiter 234 und 168 und die geschlossenen
Schalterkontakte 156, 157 zurück zur Kraftleitung 119 geht, vorrückt. Dadurch werden
die normal offenen Kontakte 235 und 236 des Relais 228 geschlossen, und zu gleicher
Zeit wird tler Streifen 59 und das Abtastgerät 54 und 55 um einen Schritt vorgeschoben,
so daß die beiden in Richtung der Achse der Walze 57 und dem Prüfpunkt 2 vorrücken.
Die geschlossenen Kontakte 235 halten das Relais momentan erregt, da sie einen Pol
desselben direkt mittels der Leitung 238 an den Leiter 231 anschließen.
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Das Schließen der Kontakte 236 schließt einen Stromkreis von der
Kraftleitung 119 durch die geschlossenen Schalterkontakte 156, 157, den Leiter I68,
den normal geschlossenen Halteknopf I69, den Ausschußschalter 68, den Leiter I70,
die geschlossenen Kontakte I60 des erregten Relais I59, die Leiter I7I und 239,
die geschlossenen Kontakte 236, den Ieiter23ga und das Relais 143' (Fig. I7) und
zurück zur Kraftleitung 130. Dadurch wird der Motor 40 erregt und dreht die Walze
42 und die Leitspindel 39, welche den Schlitten 37 bewegt. Der Motor 40 rotiert,
bis der nächste Steuerpunkt 43 an der Walze 42, der der Abtaststation 2 entspricht,
den Lichtstrahl des Abtastgerätes berührt. Wenn das passiert, wird ein Signal von
dem Abtastgerät 44 erzeugt und dann durch die Leiter 240a einem Verstärker 241,
dessen Leistung durch die Leiter 242 dem Relais 233 zugeführt wird, zugeleitet.
Dadurch werden die normal offenen Kontakte 234 geschlossen und die normal geschlossenen
Kontakte 232 geöffnet.
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Das Öffnen der Kontakte 232 unterbricht den Stromkreis von der Leitung
119 nach dem Relais 228 und dem Motor 60, der den Papierstreifen be wegt. Dadurch
wird der Kontakt 236 des Relais 228 und der Stromkreis, der das Relais I43 erregt,
getrennt, und der Motor 40 wird ausgeschaltet.
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Das Schließen der Kontakte 234 des Relais 233 erregt das Relais I64
durch einen Stromkreis, der von der Kraftleitung I30 durch das Relais 164, den Leiter
243, die geschlossenen Kontakte 234, die Leiter 244, 245, die normal geschlossenen
Kontakte 191 des unerregten Relais I82, die Leiter I88, I68 und die geschlossenen
Schalterkontakte 156, 157 zur Kraftleitung 1 19 geht. Erregung des Relais I64 erregt
den Motor 50 in einer solchen Richtung, daß der Fühler 47 in der Richtung des Werkstückes
32, wie soeben beschrieben, vorgeschoben wird.
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Der eben heschriel'ene .Arbeitsvorgang wird automatisch wiederholt,
bis alle Markierulngen 205 und 206 auf dem Streifen 59 (Fig. 18) gemacht worden
sind, welche den Idealen und den wirklichen Umriß des Werkstückes 32 darstellen.
Wie bereits gesagt, der Abstand zwischen jedem Punkt 205 und dem entsprechenden,
Punkt 206 für jede Meßstelle gibt genau die Abweichung des Umrisses des Werkstückes
32 von dem idealen Umriß, der für diese Meßstelle erwünscht ist, an.
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Wie bereits gesagt, ein automatischer Ausschußschalter kann vorgesehen
werden, der dann betätigt wird, wenn die zulässige Toleranz für das Werkstück 32
überschritten wird: So (Fig. 9) könnte der Ausschußschalter 68 so angebracht werden,
daß er von dem Za1ft'n 67 auf den Arm 63 der Schreibnadel 62 betätigt wird, sowie
dieser die mindest zulässige Toleranzgrenze (Strich 207) auf dem Streifen 59 (Fig.
1(5) ül)erschreitet. Der Schalter 68 kann in dem Leiter 170 (Fig. I6) vorgesehen
sein, so daß er das Gerät abstellen kann. Es ist natürlich klar, daß der Schalter
68 auch in Rhhängigkeit von anderen Bedingungen betätigt werden kann.
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Es ist unbedingt nötig, daß beide Motoren 40 und 50 durch eine sehr
große Übersetzung das Gerät treiben, so daß man sie, wenn nötig, sofort zum Stillstand
bringen kann. Wenn dann die Betriebsgeschwindigkeit nicht groß genug ist, kann man
den Betrieb beschleunigen, ohne an Genauigkeit zu verlieren, indem man ein zweimotoriges
System, wie in Fig. Ig al)gel)ildet, verwendet. Ohwohl ein System dieser Art sowohl
zum Bewegen des Fühlers 47 als auch des Werkstückes benutzt werden kann, wird hier
beispielsweise nur die letztere Anwendung bebeschrieben.
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Fig. 19 stellt einen langsam laufenden Motor 246 und einen schnell
laufenden Motor 247 dar, die durch zweckmäßige Getriebe 249, 250 mit einem mechanischen
Di fferenti alget rebe 248 verbunden sind. Die Leistung bei der Zelle 251a des Differentiales
248 ist die Summe der Leistungen der Getriebe 249 und 250 und kann dazu benutzt
werden, um heispielsweise die Walze 42 und den Schlitten des Probeteiles oder Werkstückes
37 (Fig. 8) zu bewegen. Die Motoren 246 und 247 können durch gleiche, durch Quadrate
25 1 tllld 252 angedeutete Steuersysteme betätigt werden, die den in Fig. 17 für
den Motor 40 dargestellten gleichen können.
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Um das Zweimotorsystem (Fig. I9) richtig zu betreiben, müssen die
Steuerpunlkte43 auf der Walze 42 (Fig. 8) breit genug sein, so daß es möglich ist,
den schnell laufenden Motor durch Gegenstrom in etwas weniger Zeit als nötig ist,
damit der Steuerpunkt 43 sich unter dem Lichtstrahl des Abtasters 44 vorheibewegt,
abzubremsen. Das Relais 233 mag mit zusätzlichen, normal geschlossenen, 254, und
normal offenen Kontakten 255 versehen sein.
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Wenn die Walze 42 von einer Prüfstelle zur Iiächsten bewegt werden
soll, dann wird das Relais 256 durch einen Stromkreis, der den Leiter 239a, die
geschlossenen Kontakte 254 des unerregten Relais 233, den Leiter 253 und die Kraftleitung
I30 enthält, erregt. Erregung des Relais 256 schließt dessen Kontakte 257 und 258
und erregt beide Steuersysteme 251 und 252, da sie durch die Leiter 239b und 239a
an den Leiter 239a angeschlossen werden.
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Dadurch werden beide Motoren 246 und 247 in Betrieb gesetzt, so daß
die Geschwindigkeit der Differentialwelle 259 gleich der Summe der Geschwindigkeiten
der Getriebe 249 und 250 ist.
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Wenn die Abtastvorrichtung die vordere Kante der breiten Markierung
43 erreicht, wird das Relais 233 von dem Verstärker 24I durch die Leiter, 242 erregt.
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Erregung des Relais 233 öffnet dessen normal ge, schlossene Kontakte
254 und schließt dessen normal offenen Kontakte 255. Das Öffnen der Kontakte 254
stellt das Relais 256 ab und öffnet dadurch dessen Kontakte 257 und 258. Dadurch
wird der Motor 247 mit der hohen Geschwindigkeit abgestellt, weil der Steuerstromkreis
des Systems 252 durch die Kontakte 257 unterbrochen wird.
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Inzwischen dreht sich der langsam laufende Motor 246 ruhig weiter,
weil der Steuerstromkreis noch immer durch das Schließen der Kontakte 255 des Relais
253 erregt gehalten wird. Der Motor 247 läuft weiter, bis die hintere Kante der
Steuermarkierungen 43 auf der Walze 42 an dem Lichtstrahl des Abtastungsgerätes
44 vorbeigegangen ist. Dann wird das Relais 233 abgestellt und die Kontakte 255
unterbrochen.
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Man sieht aus dem vorhergehenden, daß beide Motoren 246 und 247 laufen,
während sich die Walze 42 dreht undl der Raum zwischen den zwei Steuerpunkten oder
Markierungen 43 abgetastet wird. Infolgedessen wird die Welle 259 des Differentialgetriebes
258 mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit gedreht, so daß das Werkstück 32
auf seinem Schlitten 37 mit einer entsprechend großen Geschwindigkeit bewegt wird.
Sowie die vordere Kante der nächsten Strommarkierung 43 auf der Walze 42 an dem
Lichtstrahl des Abtastungsgerätes 44 vorbeikommt, wird der Motor 247 durch Gegenstrom
abgebremst. Der langsam laufende Motor 246 bewegt sich jedoch weiter, bis sich die
hintere Kante der Markierung 43 an dem Lichtstrahl der Abtastvorrichtung 44 vorbeibewegt
hat. Obwohl jetzt der letzte Teil der Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit vollendet
wird, ist es möglich, den
Werkstückschlitten 37 schnell und doch
ganz genau von Prüfungsstelle zu Prüfungsstelle zu verschieben.
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Man sieht nun, daß das soeben beschriebene zweimotorige System auch
zur Steuerung des Fühlers 47 benutzt werden kann. In dem Fall muß dafür Sorge getragen
werden, daß die Motoren 246 und 247 im umgekehrten Drehsinne laufen. Jeder Fachmann
kann das leicht aus der Beschreibung für einzelmotorige Arbeitsweise ersehen.
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Der mit einem einzelnen Fühler arbeitende Umrißschreiber ist vor
allem für Laboratorien geeignet, wo es weniger auf die Zeit als auf die Genauigkeit
ankommt. Wo jedoch der Zeitverbrauch von Bedeutung ist, wie z. B. beim Prüfen von
Teilen bei der Massenherstellung, wird vorzugsweise ein mit vielen Fühlern arbeitender
Umrißschreiber gemäß Fig. 20 bis 26 benutzt. Dieses Gerät weist Fühlergeräte auf,
von denen jedes mehrere Fühler besitzt, die je einer Prüfstelle oder Station entsprechen.
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Mehrere solcher Fühlergeräte können so eingerichtet sein, daß sie
entgegengesetzte Oberflächen eines Werkstückes oder Prüfteiles gleichzeitig abtasten.
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Vorzugsweise ist jedes Paar von Fühlgeräten so angeordnet, daß die
Spitzen der Fühler jedes Gerätes den erwünschten Umriß des zu prüfenden Werkstückes
definieren.
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Vorzugsweise läßt man zwei Fühlgeräte gleichzeitig gegen das Werkstück
vorrücken, so daß dann Bezugspunkte auf einem Streifen gemacht werden, wenn die
Spitzen der entgegengesetzten Fühlergeräte die Stellen erreichen, wo sie die Oberfläche
des Werkstückes den Vorschriften gemäß berühren sollten. Weitere Markierungen werden
dann auf dem Streifen gemacht, sobald jeder einzelne Fühler das Werkstück berührt.
Dann können die Abweichungen der Umrisse des Werkstückes bestimmt werden, indem
man den Abstand zwischen den Bezugspunkten und den entsprechenden auf dem Streifen
im Augenblick des Kontaktes mit dem Werkstück gemachten Punkten mißt.
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Eine vorzugsweise Ausführungsform des Gerätes weist mehrere Prüfstationen
auf, so daß der Umriß des Werkstückes an verschiedenen Linien oder Niveaus gleichzeitig
gemessen werden kann.
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Fig. 2ound2r stellen einFühlergerät dar, das aus einem Rahmen 259
mit einem Tisch 260 besteht, auf dem eine Drehscheibe 26I angebracht ist. Die Drehscheibe
26I weist mehrere radial angeordnete Aufhänger 262 auf, an welchen die abzutasten
den Werkstücke 32 befestigt werden können. Die Drehscheibe 261 wird von der in der
Stütze 264 gelagerten Welle 263 angetrieben. Auf der Welle 263 sitzt ein Zahnrad
265, das mit dem von dem Motor 267 getriebenen Ritzel 266 im Eingriff steht (Fig.
2).
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Wie in Fig. 24 gezeigt, besteht jeder Aufhänger 262 aus einen. oberen
Stab 403, der durch eine Öffnung 404 in der Drehscheibe 26I durchgeht. Der Aufhänger
262 kann lose an der Drehscheibe 261 befestigt werden, indem man z. B. einen Stift
405 durch den Stab 403, wie gezeigt, sticht. Der Aufhänger 262 weist einen Stift
406 auf sowie zwei entgegengesetzte Stifte 407 und 408, die in in dem Werkstück
32 vorgesehene Bohrungen og, 410 und 4II passen, um das Werkstück genau in einer
vorbestimmten Stellung zu halten. Der Stift 407 kann mit einem Knopf 412 versehen
werden, mittels dessen er dann gegen die Feder 4I3 herausgezogen werden kann, so
daß man das Werkstück 32 ein klemmen kann.
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Der Aufhänger 262 besitzt auch eine untere Auflage 4I4 mit in den
Seitenwänden vorgesehenen entgegengesetzten Bohrungen 415, 4I6 und 417 (Fig. 23),
in die die entsprechenden Stifte 418 des Meßkopfes passen, so daß ein genaues Einstellen
des Werkstückes 32, wie nachstehend beschrieben, erreicht ist.
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Das Drehen der Drehscheibe 261 führt die Werkstücke 32 in den Aufhängern
262 nacheinander in die Arbeitsstellung mit den drei 2vleßköpfen 269, 270 und 27I
(Fig. 21), bei denen die Messung gleichzeitig vorgenommen werden, und zwar vorzugsweise
an verschiedenen senkrechten Punkten der Werkstücke 32. Die Meßköpfe269, 270 undl
27I gleichen einander so, daß nur einer hier beschrieben wird.
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Fig. 22 und 23 zeigen, daß der Meßkopf 269 eine Unterlage 272 aufweist,
die drehbar an der an dem Tisch 260 des Gestells 259 befestigten Unterlage 272a
angeordnet ist. Die Unterlage 272 ist mit einer Winkeleinteilung 32 bei dem zu messenden
Niveau einzustellen. Eine nicht gezeigte bekannte Vorrichtung wird benutzt und derKopf
269 in jeder beliebigen Stellung, in die er gedreht worden ist, festgehalten.
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Auf der Unterlage 272 ist ein Querteil 274 mit parallelen waagerechten
Leitsehienen 277 (Fig. 24) vorgesehen, auf welchen zwei gleiche, aber entgegengesetzte
Schlitten 273 beweglich gelagert sind. Die Schlitten 273 sind so eingerichtet, daß
sie gleichzeitig und ziemlich schnell entweder aufeinander zu-oder voneinander forthexvegt
werden können.
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Das kann z. B. mit einer bekannten hydraulischen Kolbenvorrichtung
278. die von zwischen der hydraulischen Kraftquelle 280 und den Leitungen 281 angebrachten
Ventilen 279 gestemmt wird, erreicht werden (Fig. 29).
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Die Schlitten 273 besitzen ebenfalls Leitschienen 282 (Fig. 24),
in welchen gleiche, aber entgegengesetzte Fühlerträger 283 gleitend gelagert sind.
Die Fühlerträger 283 sind so gebaut, daß sie mittels einer Leitspindel 284 auf dem
Werkstück 32 zu oder von ihm fortgeführt werden könnten (Fig. 22). Das wird durch
die Leitspindel 284 mit dem Ritzel 285, das in die Zahnräder 286 in von gleichen
Synchronmotoren 288 betriebenen Getrieben 287 eingreift, erzielt.
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Jeder Fühlerträger 283 kann mit senkrechtenLeitschienen 289, worin
gleitende Stützen 290 für die Fühlerköpfe 29I angebracht sind, versehen werden.
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Jeder Fühlerkopf 29 I besteht z. B . aus der oberen und unteren Platte
292, 293 (Fig. 26), die vorzugsweise aus einem nichtleitenden Material bestehen.
Zwischen den Platten sind mehrere leitende Fühler 294 in geeignete V-förmige Rillen
295 eingelassen. Die oberen, 292, und unteren Platten 293 werden so zusammengehalten,
daß sie keinen oder nur einen sehr geringen Druck auf die Fühler 294 ausüben, was
z. B.
mittels der Schrauben 296 (Fig. 25) erreicht werden kann.
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Mehrere bewegliche Hebelarme 298 aus einem leitendenMaterial sind
drehbar auf einem isoliertenStab 297, in dem Fühlergerät 291 gelagert, eingebaut.
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Die unteren Kanten 299 der Hebelarme 298 pressen gegen die hinteren
Enden der Fühler 294. Die oberen Kanten 298a können von einem Streifen aus biegsamen
Material 420, der auf einem Druckstab 42I sitzt, gehalten werden. Der Druckstab
42x wird von einem Arm 422 getragen, der auf der in dem Teil 291 gelagerten Welle
423 sitzt. Der Druckstab dient dazu, die Stifte 294 wieder in ihre Anfangsstellung
zurückzuschieben, nachdem sie durch Kontakt mit dem Werkstück 32 verschoben worden
sind.
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Zu diesem Zweck kann die Welle 423 mit einem Kurbelarm 423a versehen
werden, der von einer Stange 530 betnieben wird, wie später im Zusammenhang mit
der Ausführungsform der Erfindung, wie in Fig. 35 abgebildet, beschrieben werden
wird.
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Die nebeneinander befindlichen beweglichen Hebelarme 298 können durch
isolierende, auf der Stange 297 befestigte Scheiben 300 getrennt werden. Die beweglichen
Hebelarme 298 besitzen Drahtfedern 301, die seitlich in den leitenden Polen 425
vorgesehene Rillen 424 hineinreichen.
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Vorzugsweise liegen die Spitzen der Fühler 294 entlang einer Kurve,
die genau dem Umriß des zu prüfenden Stückes entspricht (Fig. 25).
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Falls erwünscht, können die vorderen. Kanten der oberen, 292, und
unteren Platten 293 so geformt sein, daß sie mit dem Umriß des zu prüfenden Werkstückes
32 übereinstimmen.
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Das Schreibgerät 302 (Fig. 27, 28) kann gleich dem für den Einzelfühler
benutzten Gerät sein und besteht z. B. aus einem gewöhnlichen elektrochemischen
Streifen 303, der durch einen geeigneten Motor 304a stufenweise getrieben wird.
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Aufzeichnungen der von den Meßköpfen 269, 270, 271 abgetasteten Umrisse
der drei Werkstücke werden auf dem Streifen 303 mittels drei gesonderten Schreibanlagen
304, 305, 306 erzeugt. Die Schreibanlagen 304, 305 und 306 sind vorzugsweise so
ausgeführt, daß s.ie links, in der Mitte und rechts auf dem Streifen 303 aufzeichnen,
so daß die drei Aufzeichnungen für jedes Werkstück an den drei Prüfstellen nebeneinander
angeordnet sind. Da die Schreibanlagen 304, 305 und 306 gleichen Bau besitzen, genügt
es, hier eine davon zu beschreiben.
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Wie in Fig. 27 gezeigt, besteht die Schreibvorrichtung 306 z. B.
aus zwei entgegengesetzten mehrfachen Schreilinadelgeräten 307 und 308, die geeignet
sind, sich aufeinander zu und voneinander fort gleichzeitig mit der Bewegung der
entsprechenden entgegengesetzten Fühlerträger 283 (Fig. 23) zu bewegen. Zu diesem
Zweck sind die mehrfachen Schreihnadelgeräte 307 und 308 auf den Schlitten 309 und
310 gelagert und werden von entgegengesetzten Leitspindeln 311 und 311a gegetrieben,
die ihrerseits von einem Triebwerk 3I2 angetrieben werden, das von dem Synchronmotor
3I3 gleichzeitig getrieben wird. Der Synchronmotor 313 kann dem Synchronmotor 288
der Fühlerträger 283 (Fig. 23) gleichen und beide kann von einer gemeinsamen Stromquelle
durch ein geeignetes elektrisches Steuersystem 314 (Fig. 29 und 30) getrieben werden.
Die Übersetzungsverhältnisse der Getriebe 287 und 312 sind am besten so gewählt,
daß das Verhältnis der Bewegung der mehrfachen Schreibgeräte 307 und 308 zu der
Bewegung der entspre chenden Fühlerträger 283 z. B. IOO:I beträgt.
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Die Schreibgeräte 307 und 308 sind alle vom gleichen Bau, und deswegen
wird hier nur das Gerät 308 beschrieben. Wie in Fig. 31 und 32 gezeigt, bestehen
die Schreibgeräte 308 z. B. aus mehreren Schreibnadeln 315, die in bestimmten Abständen
in einer gemeinsamen, senkrecht zu dem Schlitten 3Ic angeordneten Ebene angebracht
und an diesen in geeigneter Weise befestigt sind. Zu diesem Zweck können sie z.
B. zwischen den Platten 3I6 und 317 mit Schrauben 318 befestigt werden. Vorzugsweise
entspricht der Abstand zwischen den Schreibnadeln 315 den Abständen zwischen den
entsprechenden Spitzen 294 der Fühlgeräte 283.
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Mehrere Verstärker der in Fig. 33 abgebildeten Art können zum Aufzeichnen
verwendet werden. Das Werkstück 32 ist bei 430 geerdet, und der Fühler 294 ist mit
einer LeituIlg43I und durch einen Reihenwiderstand 432 und einen Nebenschlußkondensator
433 an die Zündanode 434 einer gasgefüllten Emissionsröhre 435 angeschlossen. Die
Kathode 436 der Röhre 435 ist mit einem Widerstand 437 an den negativen Pol einer
nicht dargestellten Stromquelle und die Anode 439 in Reihe mit den Widerständen
440 und 44I an den geerdeten positiven Pol 442 der Stromquelle angeschlossen. Ein
Ladekondensator 443 befindet sich zwischen dem Widerstand 437 und dem geerdeten
positiven Pol 442 der Stromquelle.
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Die Widerstände 444 und 445 sind zwischen der Anode 439 und der Zündanode
434 der Röhre 435 und zwischen der Zündanode 434 und der Kathode 436 der Röhre angeschlossen.
Die entsprechende Schreibnadel 3 I 5 und der Registrierstreifen 303 sind in Reihe
durch die Metallunterlage446 mit dem Widerstand 44I im Nebenschluß verbunden.
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Wenn der Stromkreis der Fig. 33 von der Stromquelle mit Strom gespeist
wird, dann wird der Kondensator 443 durch den Widerstand 437 aufgeladen.
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Solange der Fühler 294 das Werkstück 32 nicht berührt, hält der aus
den. Widerstenl444 und 445 bestehende Spannungsteiler die Zündanode 434 der Röhre
435 auf einer solchen Sperrspannung, daß diese keinen Strom durchläßt. Sowie jedoch
der Fühler 294 das Werkstück 32 berührt, wird ein positiver Spannongsimpuls durch
den Kondensator 433 der Zündsanodse 434 der Röhre 435 zugeführt, so daß diese leitend
wird und der Kondensator 443 sich durch den Widerstand 441 und den Nebenschlußkreis,
bestehend aus der Schreihnadel 315 und dem Registrierstreifen 303, entlädt und auf
diese Weise einen gut sichtbaren Punkt auf dem Papier erzeugt.
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Nachdem der Kondensator 443 entladen ist, fällt die Spannung so weit,
daß die Röhre 435 nicht länger leiten kann und daher ausgelöscht wird. Der Kondensator
443 wird dann von neuem geladen und
ist imstande, einen weiteren
Punkt auf dem Teledeltospapier 303 zu erzeugen, sowie der Stromkreis wieder durch
das Berühren des Fühlers 294 mit dem Werkstück 32 geschlossen ist. Der Reihenwiderstand
432 stellt einen Entladungsstromkreis für den Kondensator 433 dar, solange der Fühler
294 das Werkstück 32 nicht berührt, während die nächste Abtaststellung vorbereitet
wird.
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Ein Verstärker gemäß Fig. 33 ist zwischen jedem Fühler 294 der mehrfachen
Fühlergeräte bei den drei Meßstellen 269, 270 und 27I (Fig. 2I) und den entsprechenden
Schreibnadeln 3I5 der gepaarten drei Schreihgeräte 304, 305 und 306 (Fig. 27) vorgesehen.
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Wenn das Gerät gemäß Fig. 20 bis 36 aufgestellt wird, um Werkstücke,
wie z. B. den in Fig. 13 gezeigten Turbinenflügel, zu prüfen, so ist es nur nötig,
einen Fühlerkopf geeigneter Bauart herzustellen und das Gerät entsprechend der Zeichnung
für das Werkstück vorzubereiten. Vorzugsweise werden die Teile an mehreren Niveaus,
wie U, M und L in Fig. 13, abgefühlt. Zu diesem Zweck werden die Schlitten 290 (Fig.
22) der drei Meßköpfe 269, 270 und 271 so eingestellt, daß die Füblervorrichtung
291 auf die gewünschten drei Ebenen U, M und L gebracht werden; die Fühlergeräte
291 sind so geformt, daß sie mit den Umrissen der Werkstücke für die vorbestimmten
Ebenen übereinstimmen. Die drei Meßköpfe 269, 270 und 271 sind so gedreht, daß die
Bewegungslinien der Fühlergeräte senkrecht zu den Seiten des Werkstückes auf den
Ebenen U, M und L verlaufen.
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Bei dem Betrieb des Fühlergerätes gemäß Fig. 20 bis 36 wird die Drehscheibe
261 stufenweise durch Winkel, die der Winkelbewegung zwischen den Meßköpfen 269,
270, 271 entspricht, gedreht; ein Arbeiter befestigt dann ein Werkstück 32 in jedem
der Aufhänger 262, sowie sie vor ihm zum Stillstand gelangen.
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Nachdem das Werkstück diese Stellung verlassen hat, geht jedes Werkstück
durch einen Sicherheitsverschluß und kommt neben einer Numeriervorrichtung320 zum
Stillstand, so daß eine identifizierende Nummer auf jedes Stück gestempelt wirdl.
Gleichzeitig stempelt eine zweite Numerierungsvorrichtung 321 (Fig. 21)' dieselbe
Nummer auf das Papier 303. Der Streifen 303 wird schrittweise synchron mit der entsprechenden
schrittweisen Drehung der Drehscheibe 26I, wie später genau erklärt werden wird,
fortgeschoben, so daß aufeinanderfolgende Teile des Streifens 303 aufeinanderfolgende
Nummern tragen, die den aufeinanderfolgenden' Nummern der Werkstücke auf der Drehscheibe
261 entsprechen.
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Das Sicherheitstor oder Sperrvorrichtung 319 kann z. B. aus einem
empfindlichen Schalter 322 bestehen, der das Gerät abstellt, wenn ein zu großes
oder falsch in den Aufhänger 262 eingespanntes Werkstück durch die Vorrichtung zu
gehen versucht.
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Jedesmal, wenn die Drehscheibe 261, nachdem sie einen Schritt vorgerückt
worden ist, zum Stillstand gebracht wird, werden die Fühlervorrichtungen auf die
Fühlerköpfe 269, 270 und 271 gleichzeitig mit den dazwischen befestigten Werkstücken
32 vorgerückt.
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Zu gleicher Zeit bewegen sich die Schreibvorrichtungen 304, 305 und
306, so daß die Schreibeinheiten 307 und 308 jedes Schreibgerätes sich aufeinander
zu im NTerhältnis der Bewegung der Meßgeräte bewegen. Sowie die Fühler 294 an den
Punkten angelangt sind, wo sie die Oberflächen der Werkstücke berühren sollten,
werden Schalter betätigt, die mittels der Schreihvorrichtungen 304, 305 und 306
Bezugspunkte auf dem Papier machen. Wenn nunmehrdieFühler 294 derFühlerköpfe 291
mit ihren Werkstücken zusammentreffen, machen die Schreibanlagen 304, 305 und 306
weitere Zeichen auf dem Papier.
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Da alle Meßköpfe in gleicher Weise arbeiten, ist es nur nötig, das
Arbeiten des Niefikopfes 269 zu beschreiben.
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Zuerst wird angenommen, daß der schnell bewegliche Schlitten 273
zurückgezogen ist und die Kontakte 446 und 447 des Grenzschalters 446a (Fig. 23,
29 und 30) geschlossen sind und daß der Drehscheiben,motor 267 (Fig. 20) gerade
zum Stillstan'd gekommen ist, nachdem er das NN'erkstück 32 durch einen Schritt
bewegt hat, so daß der Kontaktarm 449 des Anzeigeschalters 448 (Fig. 20 und 30)
in betätigtem Zustand den festen Kontakt 450 berührt.
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Der Schalter 448 hat einen beweglichen Kontakt 449, der normalerweise
den festen Kontakt 515 zu berühren sucht, der aber den festen Kontakt 450 berührt,
wenn der Schalter betätigt wird.
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Die Vorrichtung wird in Gang gesetzt, wenn der Hauptschalter 451
(Fig. 30) geschlossen wird. Dadurch wird der Strom von der Kraftleitung 452 durch
den beweglichen Kontakt 44g des Schalters 448 und den festen Kontakt 450, einen
Leiter 453, die normal geschlossenen Kontakte 454 eines Relais 455, den Leiter 456
das hydraulische Ventilsolenoid 457 und den Leiter 458 zurück zur Kraftleitung 459
geleitet.
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Die Erregung des Solenoids457 öffnet das hydraulische Ventil 279
(Fig. 29) und führt die hydraulische Flüssigkeit dem hydraulischen Kolbengerät 278
(Fig. 23 und 29) zu und schiebt dadurch den schnell beweglichen Schlitten 273 vorwärts,
bis er den vorderen Haltepunkt 461 berührt, wodurch die Kontakte 462 und 463 des
vorderen Grenzpunktschalters 462a geschlossen werden.
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Nunmehr gleiten die Stifte 418 der entgegengesetzten Schlitten 273
in die in der Auflage 414 des Aufhängers 262 befindlichen entsprechenden Bohrungen
415, AI6 oder 417 und befestigen damit das Werkstück 32 in der zum Abtasten richtigen
Stellung.
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In der Ausgangsstellung wird das Relais 464 (Fig. 30) durch einen
Stromkreis. der von der Kraftleitung 452 durch die Leiter 465 und 466, die normal
geschlossenen Kontakte 467 des Relais 468, die Leiter 469 und 470, den geschlossenen
Rückzugsgrenzpunktschalter 446 und das Relais 464 zur Kraftleitung459 geht, erregt
gehalten. Nachdem das Relais464 einmal erregt ist, wird es durch das Sehbeflen seiner
mit dem Leiter 470 verbundenen Kontakte 471 erregt gehalten.
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Das Schließen der Kontakte 462 des vorderen Grenzpunktschalters 462a
vollendet einen Stromkreis von der Kraftleitung 452 durch den beweglichen Kontakt
449, der den festen Kontakt 450 berührt, durch den Leiter 453, die geschlossenen
Kontakte 462, den Leiter 472 und das Relais 455 un'd zurück zur Kraftleitung 459.
Das erregt das Relais 455, öffnet dessen normal geschlossene Kontakte 454 und schließt
dessen normal offene Kontakte 474, 475 und 509. Das Schließen der Kontakte 475 vollendet
einell Stromkreis nach der Leitung 453 und hält dadurch das Relais 455 erregt, nachdem
der vordere Grenzpunktschalter 462 geöffnet worden ist.
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Das Schließen der Kontakte 463 des vorderen Grenzpunktschalters 462a
schließt einen Stromkreis von der Kraftleitung 452 durch den Leiter 465, die geschlossenen
Kontakte 463, den Leiter 476, die geschlossenen Kontakte 477 des erregten Relais
464, die Leiter 473, 378 und 379, die normal geschlossenen Kontakte 4So des unerregten
Relais 48I, den Leiter 482, den Motor 3I3, den Leiter 434, die normal geschlossenen
Kontakte 485 des unerregten Relais 28I und die Leitung 486 zurück zur Kraftleitung
459. Gleichzeitig wird eine Nebenleitung von dem Leiter 476 durch die geschlossenen
Kontakte 487 des erregten Relais 464, die Leiter 488, 489 und 490, die normal geschlossenen
Kontakte 49I des unerregten Relais 468, den Leiter 492, den Fühlermotor 288, den
Leiter 494, die normal geschlossenen Kontakte 495 des unerregten Relais 468 und
durch die Leitung 496 zur Kraftleitung 459 vollendet. Auf diese Art werden beide
Motoren 238 und 2I3 mit Strom gespeist, und da sie Synchronmotoren sind, treiben
sie den Fühlerkopf 291 und das Schreibgerät 304 gleichzeitig vorwärts.
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Wenn die Spitzen der Fühler 294 der Fühlerköpfe 291 die Stelle erreichen,
wo sie die Oberfläche des Werkstückes 32 berühren sollten, dann wird ein empfindlicher
Schalter 332 auf dem schnell beweglichen Schlitten 273 (Fig. 22 und 29) von einem
auf dem Fühlerträgerschlitten 273 befestigten Stift 323 betätigt. Das Schließen
des Schalters 332 erdet den Zündanodenkreis des an die beiden äußeren Schreihnadeln
315 (Fig. 31) der Schreibgeräte 307 und 308 angeschlossenen Verstärker. Dadurch
entstehen auf dem Schreibstreifen 303 (Fig. 34) voneinander getrennte Punkte. Zur
gleichen Zeit beengen sich Schreibgeräte 307 und 308 (Fig. 27) aufeinander zu.
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Die Fiihlergeräte 291 bewegen sich weiter vorwärts, his die Fühler
294 das Werkstück 32 berühren. Sowie ein Fühler 294 das Werkstück 32 berührt, wird
die entsprechende Schreibnadel 3r5 von dem Verstärker mit Strom gespeist und macht
einen kennzeichnenden Punkt 325 auf dem Streifen 303 (Fig. 34).
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Der Fühlerschlitten 283 schreitet weiter vor, bis sein vorderer Teil
den vorderen Grenzpunktschalter 327 (Fig. 29) betätigt. Das Schließen des Grenzpunktschalters
327 vollendet einen Stromkreis von der Kraftleitung 452 durch die Leitung 465, den
geschlossenen Grenzpunktschalter 463, den Leiter 476, den normal geschlossenen Rückzugsgrenzpunktschalter
327a, den geschlossenen Grenzpunktschalter 327, die Leitung 497, das Relais 468
und zurück zur Kraftleitung 459. Das erregt das Relais 468 und öffnet seine normal
geschlossenen Kontakte 495, 491 und 467 und schließt seine normal offenen Kontakte
498, 499 und 500. Das Schließen der Kontakte 500 schließt das Relais 468 direkt
an die Leitung 476 an, so daß das Relais 468 in erregtem Zustand gehalten wird,
selbst wenn der Schalter 327 geöffnet werden sollte.
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I)as Schließen der Kontakte 498 und 499 kehrt die Verbindung zwischen
den Leitungen 494 und 492 und der Kraftleitung 452 und 459 um, so daß der Motor
288 im umgekehrten Drehsinn betrieben und der Fühlerschlitten 273 zurückgezogen
wird.
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In ähnlicher Weise bewegt sich der Schreihndelmotor 313 nach vorn,
bis der Schreibschlitten 3IO dcn vorderen Grenzpunktschalter 50I betätigt (Fig.
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29 und 30). Dadurch wird ein Stromkreis von der Kraftleitung 452,
dem geschlossenen vorderen Grenzpunktschalter 463, dem Leiter 476, dem normal geschlossenen
Rückzugsgrenzpunktschalter 502, dem geschlossenen vorderen Grenzpunktschalter 50I,
der Leitung 503 und dem Relaisl8I zur Kraftleitung 459 geschlossen, wodurch das
Relais 481 erregt wird. Erregung des Relais 481 öffnet dessen normal geschlossenen
Kontakte 485 und 480 und schließt dessen normal offene Kontakte 504, 505, So6 und
507.
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Das Schließen der Kontakte 507 verbindet das Relais 481 direkt mit
der Leitung 476, so daß es erregt bleibt, selbst wenn der Grenzpunktschalter 501
geöffnet wird.
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Das Schließen der Kontakte 504 und 505 kehrt die Verbindung zwischen
den Leitungen 484 und 482 und den Kraftleitungen 452 und 459 um, so daß eine Spannung
mit entgegengesetzter Drehphase dem Schreibmotor 313 zugeführt wird und derselbe
sich in entgegengesetzter Richtung dreht.
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Als die normal geschlossenen Kontakte 467 des Relais 468 geöffnet
wurden, war der Stromkreis des Relais 464 unterbrochen, so das dasselbe ausfällt,
wobei die Kontakte 477, 478 und 47I geöffnet und die Kontakte 508 geschlossen werden.
Da das Relais 455 erregt ist, während das Relais 464 unerregt ist, wird ein Stromkreis
von der Kraftleitung 452 durch den beweglichen Schalterkontakt449, der den festen
Kontakt450 berührt, die Leitung453, die geschlossenen Kontakte 509 des erregten
Relais 455, die Leitung 5Io, die normal geschlossenen Kontakte 5o8 des unerregten
Relais 464, die Leitung 511, das Solenoid 512 und durch die Leitung 458 zur Kraftleitung
459 vollendet. Das erregt das Solenoid 512 und betätigt das Ventil 279, so daß die
hydraulische Flüssigkeit dem hydraulischen Kolben 278 (Fig. 29) zugeführt wird und
der schnellfahrende Schlitten 273 zurückgezogen wird. Jetzt bewegen sich auch die
Motoren 288 und 3I3 und der schnel lfah rende Schlitten 273 gleichzeitig nach rückwärts.
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Wenn der schnellfahrende Schlitten 273 die Grenze seines Rückzuges
erreicht hat, betätigt er
den Rückzugsgrenzpuniktschalter 446a
und schließt die Kontakte 446 und 447 (Fig. 22). Das Schließen der Kontakte 446
erregt das Relais 464, wie soeben beschrieben, und öffnet seine normal geschlossenen
Kontakte 508 und schaltet das Solenoid 513 aus, so daß der schneilfahrende Schlitten
273 zum Stillstand gebracht wird.
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Das Schließen des Rückzugsgrenzpunktschalters 447 schließt einen
Stromkreis von den Kraftleitungen 452 und 459 zu dem Schaltmotor 267, so daß dieser
sich dreht. Sobald die Schaltnocke 5I4 (Fig. 20) sich von dem Schalter 448 fortbewegt,
schnappt dieser in die in Fig. 30 gezeigte Stellung, wobei der bewegliche Kontakt
449 mit dem festen Kontakt 515 verbunden ist. Das verbindet die Kraftleitung 452
direkt mit der Leitung 5I6, so daß der Schaltmotor 267 weiterläuft, obwohl das Relais
455 in dem Moment ausgeschaltet wird, in dem der bewegliche Schalterkontakt 449
des Schalters 448 den festen Kontakt 450 verläßt.
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Der Schaltmotor 267 (Fig. 20 und 30) dreht die Drehscheibe26I, bis
die nächste Schaltnocke 514, die längs einem Radius durch das Werkstück angeordnet
ist, den Schalter448'schließt. Wenn das geschieht, wird der bewegliche Kontakt 449
des Schalters 448 von dem festen Kontakt 515 fort und mit dem festen Kontakt 450
in Berührung gebracht.
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Dadurch wird der Stromkreis des Schaltmotors 267 geöffnet und dieser
zum Stillstand gebracht. Weiter, da das Relais 473 jetzt ausgeschaltet ist, sind
die Kontakte 454 geschlossen, so daß das Solenoid 457 erregt ist und den schnellfahrenden
Schlitten 273 nach vorn bewegt, worauf der soeben beschriebene Arbeitsvorgang wiederholt
wird.
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Fig. 34 zeigt typische Aufzeichnungen, wie man sie bei tief gelegenen,
mittleren und hoch gelegenen Meßflächen an einem Werkstück, wie z. B. einem Turbinenflügel,
bekommen könnte. Man kann sehen, daß, wenn der Umriß des Werkstückes genau mit den
Vorschriften übereinstimmt, die Punkte 325, die dem wirklichen Umriß entsprechen,
in einer geraden Linie, die durch die den erwünschten Umriß angebenden Punkte 324
geht. Falls das Werkstück 32 nicht den Vorschriften entspricht, werden die Punkte
325 auf einer der Seiten der durch die Punkte 324 gehenden Linie liegen; der Abstand
dieser Punkte 325 von dieser Ideallinie ist ein Maßstab der Abweichung des wirklichen
Umrisses zu diesem Punkt.
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Falls es erwünscht ist, aus einem nichtleitenden Material, wie z.
B. keramischem Material, bestehende Teil zu messen, so kann ein normal geschlossener
Fühlerkopf gemäß Fig. 35 zusammen mit dem abgewandelten Verstärkerstromkreis der
Fig. 36 benutzt werden. Der Fühlerkopf gemäß Fig. 35 ist im wesentlichen dem der
Fig. 25 und 26 gleich, außer daß die obere, 292, und untere Platte 293 aus einem
leitenden Material besteht. Auch sind eine Anzahl beweglicher Kontakte 520 auf einer
isolierten Welle 52I, die in der Stütze 29I gelagert ist, drehbar befestigt. Die
beweglichen Kontakte 520 weisen senkrechte Kanten 522 auf, die gegen die Kanten
der entsprechenden, in dem Träger 29I befestigten senkrechten Kontakten 523 ruhen.
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Die Kontakte 523 können zwischen den Isolatoren 524 und 524b gehalten
werden und so voneinander durch die Isolatoren 524a getrennt sein, daß ihre Abstände
denen der Fühler 294 entsprechen. Die rückwärtigen Kanten der Fühler 294 stoßen
gegen die senkrechten Kanten 522 der beweglichen Kontakte 520, um diese zu betätigen.
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Normalerweise berühren sich die beweglichen Kontakte 520 mit den
festen Kontakten 523. Wenn aber die Fühler 294 die Oberfläche des Werkstückes 32
berühren, werden die beweglichen Kontakte 520 von den festen Kontakten 523 gelöst
und unterbrechen Stromkreise, wodurch Punkte auf dem Schreibstreifen auf die im
folgenden beschriei)ene Weise hergestellt werden. Da die Stromkreise aller Fühler
294 gleich sind, wird hier nur einer genauer beschrieben.
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Wie Fig. 36 zeigt, sind die leitenden oberen, 292, und unteren Platten
293 und dadurch die Fühler 294 geerdet, während die entsprechenden senkrechten Kontakte
523 je mit einem Stromkreis der einen Leiter 525 geerdet sind, die bei A mit einem
in Reihe geschalteten Kondensator und einem Widerstand in einem Verstärker gemäß
Fig. 33 verbunden ist. Die Leitung 525 ist auch durch einen Leiter 526 in Reihe
mit dem Widerstand 227 mit dem positiven Pol einer nicht gezeigten Stromquelle verbunden.
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Wenn der Fühler das Werkstück 32 nicht berührt, ist der senkrechte
Kontakt 523 geerdet, so daß der Kondensator 433 (Fig. 33) durch den Widerstand 527
(Fig. 36) geerdet ist. Wenn jedoch der Fühler 294 das Werkstück 32 berührt, wird
der bewegliche Kontakt 520 von dem festen Kontakt 523 fortbewegt, so daß die Verbindung
zur Erde unterbrochen wird und ein verhältnismäßig hoher positiver Spannungsimpuls
der Zündanode 434 der Röhre 435 in dem Verstärker gemäß Fig. 33 zugeführt wird.
Dadurch wird die Röhre 435 leitend, und ein Kennzeichen, oder Punkt wird auf dem
Registrierstreifen 303 durch die entsprechende Schreibnadel 315 hergestellt.
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Man kann sehen, daß die Berührung des Fühlers 294 mit dem Werkstück
32 den Fühler 293 zwischen den oberen, 292, und unteren Platten 293, nach rückwärts
schiebt. Dadurch kann es geschehen, daß die Spitzen der Fühler 294 nicht mehr längs
des Umrisses des Werkstückes 32 liegen. Um diese wieder in die richtige Stellung
zu bringen, können diie beweglichen Kontakte 520 mittels eines Gewichtes oder einer
Feder gespannt werden. so daß diese genügend Druck auf die rückwärtige Kante der
Fühler 294 ausüben, um die Fühler wieder in die richtige Stellung zu bringen, nachdem
die Fühler 294 wieder außer Berührung mit dem Werkstück 32 sind.
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Es ist auch möglich, eine Druckstange 528 für diesen Zweck zu benutzen
(Fig. 35). Die Druckstange 528 kann über den beweglichen Kontakt 520 an einem beweglichen
Arm 529, der seinerseits an dem senkrechten, zwecks senkrecht gleitender Bewegung
in der Hülse 531 des Fühlerträgers 291 be-
festigen Stabes 530
befestigt ist, angeordnet sein.
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Ein Rad 532, das am unteren Ende des Stabes 530 befestigt ist, läuft
auf der Nockenfläche 523 auf dem Bett 274, um dadurch die Fühler 294 wieder in die
richtigen Stellungen zurückzuführen.
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Wenn das Fühlergerät 291 (Fig. 35) sich in der zurückgezogenen Stellung
befindet, dann ist der Stab 530 in der untersten Stellung, so daß d.ie Druckstange
528 auf der oberen Kante des beweglichen Kontaktes 520 ruht und dadurch die Fühler
294 in ihre richtigen Stellungen preßt. Wenn jetzt das Fühlergerät 29I gegen das
Werkstück 32 vorrückt, wird der Stab 530 durch die Nockenfläche 533 gehoben, um
die Druckstange 530 außer Berührung mit dem beweglichen Kontakt 520 zu bringen,
so daß dieser sich nunmehr im Uhrzeigersinn bewegen kann, sobald er von den Fühlern
294 durch deren Berührung mit dem Werkstück 132 in Bewegung gesetzt wird.
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Falls es gewünscht ist, den Umriß einer Innenwand, wie z.B. den Umriß
gegenüberstehender Oberflächen nebeneinander befinldrlicher Turbinenflügel, zu messen,
kann man das Gerät gemäß Fig. 7, wie in Fig. 37 gezeigt, abändern. Der Turbinenrotor
600 trägt eine Anzahl daran befestigter Flügel 60t und kann unabhängig während des
Meßvorganges in seiner Lagerung gehalten werden. Der Arm 48 weist einen elastischen
Fühler 603 auf, der so ge formt ist, daß er in die Offnung zwischen zwei nebeneinander
befindlichen Flügeln 60I hineinpaßt, so daß er eine der Oberflächen abtasten kann.
Um den Fühler 603 nach verschiedenen Meßstellen zu bewegen, kann das Getriebe 50a
so verändert werden, daß es z. B. von der Leitspindel 39 getrieben wird; das Getriebe
65. der .Motor 50, die Walze 57 und die Ahtaster 54, 55 (Fig. 3) müssen dann auch
auf geeignete Weise angeordnet werden, daß sie mit der Bewegung des Getriebes 50a
zusammen arbeiten.
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Der Fühler 603 ist elastisch, so daß seine Spitze durch Berührung
der Innenwandl des Hohlraumes zurückgeschoben wird, aber wieder genau seine Anfangsstellung
einnimmt, sobald der Fühler wieder zurückgezogen wird. Die Oberfläche des entgegengesetzten
Flügels kann durch Umdrehen des Fühlers 603 oder durch Benutzung eines anderen entsprechend
geformten Fühlers abgetastet werden.
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Diese Ausführungsform der Erfindung arbeitet auf dieselbe Weise wie
das Einzelfühlergerät gemäß Fig. 8.
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Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Prüfgerät
in wirkungsvoller Weise die Abweichung des Umrisses eines Unterstückes von dem erwünschten
Umriß bestimmt. Indem ein Signal oder eine Bezugsmarkierung, die dem erwünschten
Umriß entspricht, hergestellt wird und daraufhin weitere Signale oder Markierungen,
die dem wirklichen Umriß entsprechen, Abweichungen hergestellt werden können, von
dem erwünschten Umriß leicht und genau bestimmt werden. Das Gerät ist dauerhaft
undl kann durch wenig geschultes Personal betrieben werden, das nur das Ein- und
Ausspannen des Werkstückes während des Betriebes vornehmen muß. Außerdem kann das
Gerät in kurzerZeit aufgestellt rerden, und dieVorbereitung der Fühlerköpfe, die
zu jedem beliebigen Werkstück passen, liegt durchaus im Rahmen der Arbeit eines
gewöhnlichen Werkzeugraumes.
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Man kann leicht sehen, daß die verschiedenen oben beschriebenen typischen
Ausführungsformen der Erfindung noch vielfach abgeändert werden können.