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Vorrichtung zum Messen der zylindrischen Bohrungslänge von Ziehdüsen
Bei
Ziehdüsen, deren wirksame Bohrung zwischen konischen Erweiterungen liegt, macht
das Messen der Bohrungslänge, durch die zusammen mit dem Durchmesser der Bohrung
die Verwendung der Düse bestimmt wird, Schwierigkeiten. Bekannt ist das Messen mit
einer konischen Tastnadel einer bestimmten Steigung und bekannten Querschnitte,
die nacheinander von beiden Seiten in die Bohrung des Ziehwerkzeuges eingeführt
wird. Aus den verschiedenen Eintauchtiefen der Nadeln, gemessen von den Endflächen
der Düsen aus, sowie deren Gesamthöhe läßt sich dann die Länge der Bohrung errechnen.
Nachteilig ist hier aber die Vielzahl der erforderlichen Messungen.
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Eine gewisse Vereinfachung bringt der Vorschlag, die zu messenden
Düsen in eine für alle Prüflinge gleiche, sogenannte Normal-Meßfassung einzusetzen,
so daß der Bezugsebenenabstand der Tastnadeln von vornherein bekannt ist oder nur
einmal bestimmt zu werden braucht. Auch bei diesem Verfahren muß die gesuchte Länge
des zylindrischen Ziehdüsenteils aus einer Reihe von Werten erst errechnet werden.
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Um das alles zu vermeiden, schlägt die Erfindung eine Meßvorrichtung
vor, die mit Zu beiden Seiten der Ziehdüse in deren Achse beweglichen konischen
Tastnadeln ausgestattet ist. Die Tastnadeln stehen sich mit ihren verjüngten Enden
gegenüber und werden auf einen konstanten Abstand eingestellt.
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Sie sind mit einer Anzeigevorrichtung verbunden, deren Skalenträger
zwei Skalen aufweist. In der Anzeigevorrichtung ist entweder der Zeiger oder der
Skalenträger einstellbar. Die eine dieser Skalen entspricht dem Abstand der beim
Messen auf den Tastnadeln liegenden Berührungskreise, ist im Maß des Bohrungsdurchmessers
geeicht und dient dazu,
den Skalenträger nach dem Anschlag der einen
Tastnadel an die zu messende Bohrung auf den Wert des Bohrungsdurchmessers einzustellen,
während die zweite Skala beim Anschlag der zweiten Nadel unmittelbar die Bohrungslänge
abzylesen gestattet.
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Die Erfindung geht nämlich davon aus, daß die Tastnadeln die Ziehdüsenbohrung
längs je eines Kreises berühren, dessen Durchmesser gleich dem der Bohrung ist,
und der beiderseitige Abstand dieser auf den Tastnadeln liegenden Kreise durch die
Summe ihrer Entfernungen von der zugehörigen Tastnadelspitze und dem Spitzenabstand
der Tastnadeln bestimmt wird. Bei einem konstanten Nadelabstand hängt der Abstand
der Eintauchkreise nur vom Durchmesser der Bohrung ab, wenn die Nadelsteigungen
unverändert bleiben. Die größtmögliche Verschiebung der beiden Tastnadeln innerhalb
der Ziehdüse ist anderseits um den Betrag der Bohrungslänge kleiner als der Abstand
der Berührungskreise voneinander. Wird daher der Zeiger der Meßvorrichtung beim
Anschlag der einen Tastnadel an den Bohrungszylinder so in Übereinstimmung mit der
auf dem Skalenträger angeordneten ersten Skala gebracht, daß die Entfernung des
Zeigers vom Nullpunkt der Skalenteilung dem für jeden Bohrungsdurchmesser bekannten
Abstand der Berührungskreise entspricht, dann gibt beim Einführen der anderen Tastnadel
der Zeiger an der entsprechend geeichten zweiten Skala unmittelbar die Bohrungslänge
an. Die erste Nadel dient somit der Ermittlung der Nullstellung des Gerätes und
die zweite der eigentlichen Messung.
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Bei der Meßvorrichtung nach der Erfindung braucht deshalb nicht gerechnet
zu werden. Das Meßverfahren ist unabhängig von der Lage des zylindrischen Teils
innerhalb der Düse wie auch von der Form und Länge der Düse in Meßrichtung selbst,
so daß auch Hilfsmeßflächen, wie bei den bekannten Verfahren, nicht in anspruch
genommen zu werden brauchen. Da alle Messungen in einer Stellung der Düse erfolgen,
fällt auch ein Wenden der Düse fort.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann jede Tastnadel gegen
die andere und für sich allein oder zusammen mit der anderen gegenüber der Ziehdüse
verstellbar sein. Bei während der Messung gemeinsam verschiebbaren Tastnadeln ist
es nun zweckmäßig, eine oder auch beide Tastnadeln in ihren Haltern so unterzubringen,
daß die Nadeln, nachdem sie zur Einführung des Prüflings voneinander entfernt wurden,
selbsttätig auf einen konstanten und einmal eingestellten Abstand zurückgehen, indem
sie sich dann verriegeln. Man kann die Anordnung aber auch so treffen, daß die Tastnadeln
mit ihren Stirnflächen aufeinanderstehen und in dieser Stellung unter Federspannung
gehalten werden. Die gegenseitige Beweglichkeit der Tastnadeln wird jedoch völlig
überflüssig, wenn sie mit einem Spitzenabstand, der größer als die Länge der Ziehdüse
in Meßrichtung ist, an einem Rahmen befestigt werden.
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Zum Ausgleich geringer Schrägstellungen der Ziehdüsenbohrungen können
weiterhin die Auflage des Prüflings oder dessen sonstige Haltevorrichtung neigungsverstellbar
oder die Tastnadeln durch Zwischenschaltung dünner Ein spanndrähte seitlich federnd
angeordnet sein.
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Es empfiehlt sich, die Nadelii in ihren Haltern auswechselbar zu
befestigen, so daß sie zur Änderung des Meßbereichs gegen solche mit anderen Durchmessern
und/oder anderen Steigungen austauschbar sind. Vorteilhaft kann es sein, die Steigung
beider Tatsnadeln verschieden groß zu wählen.
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Durch den größeren Kegelwinkel der einen Nadel wird der für die Messung
erforderliche Verschiebungsweg beider Nadeln kürzer, und es läßt sich dementsprechend
an der ISaull (ille des Gerätes sparen.
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In der Zeichnung ist die Meßvorrichtung nach dieser Erfindung mit
weiteren Einzelheiten an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen
Fig. 1 ud 2 eine Anordnung mit gegeneinander beweglichen Tastnadeln in verschiedenen
Meßstellungen der Tastnadeln, Fig. 3 die gleiche Anordnung wie Fig. r und 2 mit
einer Meßuhr und Fig. 4 und 5 eine Anordnung mit fester Halterung der Tastnadeln
in einem Rahmen bei verschiedenen Meßstellungen des Prüfkörpers.
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Die Ziehdüse I mit den konsichen Öffnungen 2 und 3 und der zylindrischen
Bohrung 4 befindet sich zwischen einer oberen konischen Tastnadel 5 und einer entsprechenden
unteren Tastnadel 6. f)ie Ziehdüse liegt bei der Ausführuii"s torm nach den Fig.
I bis 3 auf einem nicht dargestellten, am Gestell der Meßvorrichtung befindlichen
Träger. Die Tastnadeln sind gegenüber dem Prüfling iii axialer Richtung beweglich,
und zwar entweder jede Tastnadel unabhängig von der anderen oder beide gemeinsam.
In letzteren Falle können sie auch mit ihren Stirnflächen z. B. durch Federn oder
Gewichte dergestalt in kraftschlüssiger Verbindung stehen, daß sie zum Einführen
der Ziehdüsen auseinandergezogen werden können. An der oberen Nadel ist ein Arm
7 befestigt mit einem Zeiger 8 für einen in Richtung der Pfeile 9 parallel zur Achse
der Tastnadeln 5, 6 verstellbaren Skalenträger 10.
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Dieser Skalenträger ist nut einer Skala 11 für den Bohrungsdurchmesser
sowie mit einer zweiten Skala 12 für die Bohrungslänge verschen. Auf der Skala 11
entspricht der Abstand 13 vom Nullpunkt der Skalenteilung dem Abstand der auf den
Tastnadeln liegenden Berührungskreise und stellt damit ein unm mittelbar vom Bohrungsdurchmesser
abhängiges Maß dar, so daß verschiedenen Durchmessern auch entsprechend verschiedene
Abstände 13 zugeordnet sind. Die Skala 12 ist unmittelbar im Maßstab der Bohrungslänge
also z. B. in mm. geeicht und geht vom gleichen Nullpunkt wie die Skala 11 aus,
wenn man den gleichen Zeiger 8 fiir diese \blesullg benutzt.
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Zum Messen der Länge der Bohrung 4 mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird in folgender Weise verfahren: Die untere Tastnadel 6 wird bis zum
Anschlag an das ihr zugewandte Ende der Bohrung 4 in die Ziehdüse I eiiigeführt
und die
obere Nadel 5, soweit sie mit der unteren nicht in kraftschltissiger
Verbindung steht, mit ihrer Stirnfläche auf die untere Tastnadel 6 aufgesetzt, so
daß der für die Messung erforderliche feste Abstand der Tastnadeln den Wert Null
hat. Darauf wird der Skalenträger 10 in Richtung der Pfeile 9 so lange verschoben,
bis der Zeiger 8 sich mit dem Abstand 13 auf der Skala 11 deckt, der dem entweder
bekannten oder durch Messung vorher bestimmten Durchmesser der Bohrung 4 entspricht
(Fig. 1).
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Nachdem auf diese Weise die Nullstellung des Skalenträgers durch die
Eintauchtiefe der Nadel 6 bestimmt ist, wird die obere Nadel 5 an der Bohrung 4
zum Anschlag gebracht und die Stellung des Zeigers 8 an der Skala 12 abgelesen,
woraus sich unmittelbar und ohne weitere Rechnung die Länge der Bohrung 4 an der
entsprechend geeichten Skala I2 ablesen läßt (Fig. 2).
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Die Ablesung kann durch die Verwendung eines Nonius oder einer Meßuhr
14 verfeinert werden, die an dem zur Nullpunkteinstellung verschieblichen Skalenträger
10 befestigt und durch einen Anschlag 15 an dem Arm 7 zu betätigen ist (Fig. 3).
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 sind die Tastnadeln
5 und 6 mit einem Spitzenabstand, der zweckmäßig mindestens so groß wie die Höhe
der Zichdüse ist, fest in einem Rahmen angeordnet, der aus den waagerechten Haltern
16, 17 und einer diese verbindenden Führungsstange 18 besteht. Ein die auflage für
den Prüfling 1 bildender Tisch 19 ist an der Führungsstange 18 in senkrechter Richtung
beweglich und dient selber als Führung für einen ebenfalls in senkrechter Richtung
verstellbaren Arm 20, der einen Zeiger 21 und gegebenenfalls eine Meßuhr 22 trägt.
Auf der Führungsstauge sind mit einem der festen Spitzenentfernung der Tastnadeln
5, 6 entsprechenden Nullpunktabstand zwei Skalen 23, 24 angebracht, von denen die
obere 23 im Nlaßstab der Bohrungslänge und die untere 24 im Niaßstab des Bohrungsdurchmessers
geeicht ist.
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Bei der Messung wird wie bei der Ausführungsform nach den Fig. I
bis 3 zunächst wieder die Ziehdüse 1 zum Anschlag mit der unteren Tastnadel 6 gebracht
und der Zeiger 21 an der unteren Skala 24 auf den Durchmesser der Bohrung 4 eingestellt
(Fig. 4). Sobald dann bei der Gegenbewegung der Ziehdüse 1 diese an der oberen Tastnadel
5 anschlägt (Fig. 5), gilit entweder der Zeiger 21 an der oberen Skala 23 oder die
durch den Anschlag 25 betätigte Meßuhr 22 wieder unmittelbar die Länge der Bohrung
4 an.
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Für die Anwendung des Erfindungsgedankens ist es unerheblich, welche
Querschnittsform die Bohrung des Prüflings hat, so daß die gleiche Meßvorrichtung
bei entsproechend ausgebildeten Tastnadeln auch für nichtkreisförmige Innenprofile
benutzt werden kann. Mit der gleichen Vorrichtung läßt sich ferner die Länge von
der direkten Messung nichtzugänglichen Bohrungsteilen nicht nur bei Ziehdüsen, sondern
auch bei allen anderen entsprechend ausgebildeten Arbeitsgeräten und Cebrauchsgegenständen
bestimmen.