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Außenmeßgerät
die Erfindung betrifft ein Außenmeßgerät zur Gewinnung
des Außenmaßes eines zu messenden Werkstückes, bei welchem der Verschiebeweg einer
in einem Schaft verschiebbar gelagerten Nadel gemessen ir (l, welche eineii zu ihrer
Achse senkrechten Bolzen nach außen verschiebt, bis seine Tastfläche das an einem
mit dem Schafte verbundenen Bügel anliegende Werkstück berührt.
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Das erfindungsgemäße Gerät, das als Ersatz der üblichen Rachenlehren
dienen kann, unterscheidt sich nun dadurch von bekannten Ausfürungen, daß zur N
1 essung in verschiedenen Meßbereichen der Bügel auswechselbar und am Schaft festklemmbar
ist, so daß er gegen Bügel verschiedener Größe ausgetauscht werden kann.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Gerätes
gezeigt, und zwar stellt Fig. I einen Längsschnitt durch das Gerät dar; Fig. 2 und
3 sind Querschnitte nach den Linien I-I und II-II von Fig. 1; Fig. 4 und 5 sind
vergrößerte Ausschnitte von Fig. I und zeigen die Stellung der Nadel zu ihrer Führung
in vorderster und hinterster Stellung; Fig. 6 zeigt die drehbare Lagerung der Tasteruhr
im Schaft und Fig. 7 das Zifferblatt mit einer einstelll>aren Marke an einer
Nebenskala.
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In einem hohlen Schaft 1 ist eine Nadel 2 verschiebbar gelagert,
welche durch eine Feder 3 stets nach vorn getrieben wird. Der vordere, verdickte
Teil
4 der Nadel läuft in der zylindrischen Führung 5 des Schaftes. Die Nadel ist mit
zwei etwa rechtwinklig zueinander stehenden Schrägflächen 6 niid 6a ausgerüstet,
deren Schnittkante 7 in einer Ebene durch die Nadelachse liegt und mit letzterer
den Winkel a bildet, dessen tg den Anzug des durch die Nadel dargestellten Keiles
ergibt. Auf diesen Schrägflächen der Nadel sitzt rittlings ein Meßbolzen 8 in einer
zur Schaftachse senkrechten Führung 9. Dieser Bolzen wird durch die N'orwärtsbe
wegung der Nadel nach außen getrieben, bis seine plangearbeitete Meßfläche 8a an
dem zu messenden \Verkstück 10 zur Anlage kommt, das seinerseits am Amboß 1 1 eines
mit dem Schaft lösbar verbundenen Bügels 12 anliegt.
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Durch den hinteren, abgesetzten Teil 13 der Nadel geht ein Querstift
14, welcher durch im Schaft angebrachte Schlitze I5 und 15a durchragt und in einer
auf dem Schaft längsbeweglichen Griffhülse 16 befestigt ist.
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Das hintere Nadelende 17 steht einem Taster I8 einer im hinteren
Schaftende angeordneten Tasteruhr 19 gegenüber, welcher durch eine in der Uhr angeordnete,
nicht gezeigte Feder über ein ebenfalls nicht gezeigtes Zahnstangen- und Rädergetriebe
stets in Berührung mit dem Nadelende gehalten wird.
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Zur Alessung des Durchmessers D nimmt man das Gerät so in die Hand,
daß der hintere Teil des Umfanges der Tasteruhr am Handballen anliegt, während Zeige-
und Mittelfinger um den erhöhten Stand 20 der Griffhülse I6 gelegt werden. so daß
man diese Hülse und damit die Nadel zurückziehen kann.
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Bei dieser Zurückzehung fällt der Meßbolzen 8 zurück, und der Taster
18 der Uhr wird unter entsprechender Drehung der Uhrzeiger zuriickgestoßen. Der
Abstand zwischen Bügelamboß und Meß-Bolzen 8 ist nun größer als der Werkstückdurchmesser
0, so daß man mit dem Bügel leicht iiber das Werkstück fahren kann, bis sein anschlag
21 an dieses anstößt. Läßt man nun die Griffhülse los, so geht die Nadel unter der
Wirkung der Feder 3 nach vorn und treibt den Meßbolzen gegen das Werkstück, bis
er es berührt. Hierbei ist der Uhrtaster 18 dr nadel stets nachgefolgt. Er, und
damit auch die Uhrzeiger kommen in dem Moment zum Stillstand, in dem der Meßbolzen
auf das Werkstück stößt, und das SIaß des Durchmessers D kanu an der Uhr als gelesen
werden.
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Damit aber solche Messungen schnell und bequem einer einen großen
Bereich und mit der erforderlichen Genauigkeit vorgenommen wrden können, ist eine
Reihe weiterer Maßnahmen getroffen worden, welche irn folgenden beschrieben -ertlen
sollen.
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Mit dem gezeichneten Bügel 12 können offenbar auch vom Nlaße 1) al>weicheiide
Maße gemessen werden. Steht z. B. zum messen von D die nadel in ihrer Mittelstellung.
so kann in der hintersten Nadelstellung ein A1aß von 1) + + v tg u (Fig. 5) und
in der vordersten ein solches von 1) v tg a (Fig. 4) gemessen werden. wenn v gleich
dem halben möglichen Nadelweg der Nadel gesetzt wird. Dieser Nadel weg kann praktisch
nicht über ein gewisses Maß hinaus vergrößert werden, ohne daß das Gerät unhandlich
wird. Ferner muß auch die lichte Weite des Schafts I klein gehalten werden, wenn
eine große Ablesegenauigkeit erzielt werden soll, so daß bei einer solchen von ì/Iooo
mm mit einem Bügel praktisch nicht mehr als etwa 2l/2 bis 3 mm weit gemessen werden
kann. Will man größere Unterschiede in ununterbrochener Reihenfolge messen, so muß
man also entweder verschieden lange Tastbolzen oder, wie dies im Schweizer Patent
235 o59 gezeigt ist, verschieden lange. auswechselbare Bügelambosse oder endlich
verschieden große Bügel verwenden, wobei, zwecks Ülierlappung der Meßbereiche, die
einzelnen auswechselbaren Teile z. B. von 2 zu 2 mm abgestuft werden müssen. Von
diesen drei Möglichkeiten hat sich in der Praxis die Verwendung verschieden großer
Bügel am geeignetsten erwiesen, weil diese die größtmögliche Zugänglichkeit des
Gerätes zu den in Maschinen eingespannten Werkstücken und den größten Nteßl)ereich
ergibt.
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Damit die Genauigkeit der Messungen durch das Auswechseln der Bügel
nicht beeinträchtigt wird und das Auswechseln schnell und hequem erfolgen kann,
ist folgende Anordnung getroffen worden: Zur Aufnahme des aus einer einfachen Platte
hergestellten Bügels 12 ist in einem Teil 22 des Schaftes ein Schlitz 23 herausgearheitet,
welcher eine genau parallel zur Schaftachse gearbeitete Grundfläche 24 und eine
senkrecht zu diesem stehende vordere Anschlagfläche 25 aufweist. In diesen Schlitz
kann der Bügel genau passend eingeschoben werden, wobei sich seine Grundfläche 25a
und seine Vorderfläche 26 genau an die entsprechenden Schlitzflächen anlegen.
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Zur Befestigung der Bügel dient ein Exzenterbolzen 27, der in den
Seitenwänden 28 und 28a des Teils 22 gelagert ist und dessen exzentrischer Mittelteil
29 in die Bohrung 30 des eingeschobenen Bügels so eingreift, daß er bei etwa einer
Viertelsdrehung um seine Achse den Bügel nach unten und vorn preßt, so daß dieser
genau am gewollten Ort im Schaft festsitzt. Zur Drehung des Bolzens 27 dient ein
mit ihm fest verbundener Hebel 3I. Dieser ermöglicht außerdem das Herausnehmen des
Bolzens zwecks Auswechslung des Bügels. Durch diese Maßnahmen wird also nicht nur
eine stets gleich genaue Stellung der Bügel. sondern auch eine schnelle und bequeme
Auswechslung derselben ohne Zuhilfenahme irgendwelcher Werkzeuge ermöglicht.
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Eine weitere, für stets gleich genau bleibende Messungen wesentliche
Forderung ist die Unschädlichmachung der Massenwirkung der unter dem Federdruck
bei raschem Loslassen der Griffhülse vorschnellenden Nadel, welche eine zusätzliche
und unkontrollierbare Kraftwirkung ergibt, unter der die Nadel weiter vordringt
als unter dem annähernd gleichbleibenden Federdruck allein. Zur Beseitigung dieser
schädlichen Massenrvirkung ist eine pneumatische Bremsung der Nadelbewegung vorgesehen,
welche ohne zusätzliche Teile wie folgt erreicht wird.
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Die Bohrung des Schaftes ist vorn durch einen luftdicht schl ießendeii
1 )eckel 328 abgeschlossen.
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Die Nadel weist liiiiter den Schrägflächen einen unverletzten zylindrischen
Teil 32 auf, welcher die nadelführung 5 mit sehr wenig Spiel ausfüllt.
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Ebenso läuft der meßbolzen 8 mit sehr wenig Spiel in seiiier Führung
9. so daß die Luft im Raume 33 vor der Nadel praktisch von der Außenluft aligeschlossen
ist. Zieht man also die Nadel zurück, so entsteht im Raum 33 eine Luftverdünnung,
unter deren Wirkung der Nleßl'olzen gegen die Nadel gesaugt wird. Die Länge der
Führung ist so bemessen, daß die Enden der angeschrägten nadelfächen in der hintersten
Nadelstellung ein wenig aus der Führung 5 herausragen. so daß die Außenluft wiede
rin den Raum 33 eindringen kann und die Luftverdüniiung aufgeholieii wird. Läßt
man die Griffhülse nun plötzlich los, so wird der Raum nach kurzem Weg der Nadel
wieder abgeschlossen und wirkt als Luftpuffe.r der die Nadel nur so schnell vorgehen
läßt. als dies der Abfluß der zusammengepreßten Luft aus dem Raume 33 durch die
Nadel und Meßbolzenführungen zuläßt. Durch entsprechende Beinessulig des Fipieles
der Nadel und des Meßbolzens in ihren Führungen kann diese Pufferwirkung reguliert
werden.
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Die Bremswirkung ist um so kleiner, je langsamer die Nadel frei gelassen
wird, da alsdann die sich im Raume 33 verdichtende Luft Zeit hat, auf den beschriebenen
Wegen abzufließen. Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß die Nfassenwirkung
der Nadel bei beliebig schnellem Loslassen der nadel die genauigkeit der messungen
nicht beeintrachtigt.
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Eiiie weitere Maßnahme zur Erhöhung der Verwendbarkeit des Gerätes
liesteht in der frei um die Schaftachse drehbaren Anordnungen der Tasteruhr.
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Diese ermöglicht die leichte Ablesbarkeit der Meßskala iii jeder Stellung
des Gerätes, so daß dieses je iiacli der Zugänglichkeit von auf dem Tische liegenden
oder in maschinen aufgespannten Stücken verwendet werden kann.Die hierfür vorgesehene
Anordnung ist folgende: 1 )as hintere Schaftende ist mit einem Innengewinde 34 versehen.
in welches eine Nluffe 35 festsitzeiid eingeschraubt ist. In dieser Muffe kann sich
eule zweite Muffe 36 dreheii, welche mit einer Schulter 37 ausgerüstet ist. die
mit dem Ende der Muffe 35 genau fluchtet. wenn die Schulter 38 der Muffe 36 an der
Muffe 35 anliegt. Diese Stellung wird gesichert durch eine Mutter 39, welche auf
einem Gewinde 40 der Muffe 36 sitzt, und fest gegen die Schulter 37 angezogen wird,
wobei die Muffe 36 gegenüber der Muffe 35 noch drehbar bleibt. Die Mufe 36) ist
mit einen Innengewinde 41 versehen. in welches die Uhr 19 eingeschraubt ist und
mittels der Gegenmutter 42 fest mit der Aluffe 36 verspannt wird. Die Gegenmutter
42 dient ferner zur erstmaligen Einstellung der Uhr und zur jeweiligen Nachstellung
zum Ausgleich von am meßbolzen oder an den Bügeln beobachteten Abnutzungen.
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Um endlich die Ablesungen an der Uhr so bequem und schnell wie möglich
zu machen, ist außer den ülilichen Toleranzmarken für die Hauptskala auch eine einstellbare
Marke an der die Anzahl der Umdrehungen des Hauptzeigers registrierenden Nebenskala
angebracht, welche gestattet, mit einem Blick, ohne Ablesung von Ziffern, festzustellen,
wann das richtige Maß erreicht ist. Dadurch wird der Übelstand vermieden, daß wohl
die Hundertstelmillimeter richtig, die Zehntelmillimeter aber falsch al>-gelesen
werden.
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Die Anordnung dieser Marke geht aus Fig. 7 hervor. Dort ist 43 die
die Hundertstel- und Tausendstelmillimeter anzeigende, in 200 Teile geteilte Hauptskala,
über der sich der Hauptzeiger 44 dreht.
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45 und 45a sind die üblichen am Umfang der Uhr und gegeneinander
verstellbaren Toleranzmarken, 46 ist eine Nelxenskala mit z. B. 30 Teilstrichen.
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Jeder Strich entspricht einer halben Umdrehung des Hauptzeigers, d.
h. Ioo/Iooo = I/Io mm Maßunterschied. 47 ist eine um den Mittelpunkt der Nebenskala
dreh- und feststellbare Marke. Handelt es sich darum, das Gerät z. B. auf 57,35
mm mit den Toleranzgrenzen + 4 µ bzw. - 6µ einzustellen, so wählt man den nächst
kleineren Bügel, also z. B. den mit 56 bezeichneten, hei welchem die Distanz D in
der Nullstellung der beiden Skalen 56 mm ist, stellt die Marke 47 der Nebenskala
auf 13,5 und die Toleranzmarken 45 und 45a auf 4,4 und 5,4 der die ungeraden Zehntel
der Hauptskala anzeigenden Seite.
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Das Werkstück sei eine zu schleifende Welle mit anfänglich 0,4 mm
Materialzugabe. Beim Messen desselben kommt also der Nebenzeiger auf 17,5 zu stehen.
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Mißt man in verschiedenen Phasen der Bearbeitung, so nähert sich
der Nebenzeiger mehr und mehr der auf den Wert i3,5 eingestellten Marke 47. Solange
dieser iioch nicht erreicht ist, braucht man die Hauptskala nicht zu beachten. Ist
aber der Wert I3,5 aii der Nebenskala nahezu erreicht, so braucht man diese nicht
mehr zu heachten, sondern fährt mit der Arbeit weiter, bis der Hauptzeiger beim
Messen im abgesteckten Toleranzfeld der Hauptskala zum Stehen kommt. Steht er dabei
bei einer letzten Niessung, z. B. noch auf 7,2, so weiß man, daß die Welle noch
um 7,2-5,0 gleich 22/1000 zu stark ist. Stellt man die Zustellskala an der Maschine
auf diesen Wert ein, so kann das Stück ohne weitere Mesung bequem toleranzhaltig
fertig bearbeitet werden.
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Hieriii liegt ein Hauptvorteil des beschriebenen Gerätes gegenüber
der Rachenlehre, bei welcher gerade in unmittelbarer Nähe des Fertigmaßes wiederholt
probiert und wieder gearbeitet werden muß, damit das Stückmaß nicht aus der Toleranz
herausfällt, weil die Rachenlehre eine genaue Abschätzung eines noch vorhandenen
kleinen Übermaßes nicht zuläßt.