-
Fühllehre zum Prüfen geometrischer Toleranzen an bzw. von Werkstücken
usw., insbesondere zum Prüfen der Unrundheit bzw. des Schlages von Rotationskörpern
Bei
der Prüfung der Unrundheit oder der Schlag toleranz von Stellen und andern Rotationskörpern
mit Hilfe einer Meßuhr geht selbstverständlich auch die Durchmessertoleranz an der
Prüfstelle in die Anzeige der Aleßuhr ein. Durch Differenzbildung der Ablesungen
des Maximal- und des Minimalausschlages verschwinden jedoch die Durchmessertoleranz
und die absolute Größe des Durchmessers aus dem Resultat.
-
Die Anwendung einer Fühllehre mit elektrischen Kontakten zur Anzeige
des Überschreitens des zulässigen Toleranzbereiches ist aus diesen Gründen mit Schwierigkeiten
verbunden, da die Durchmessertoleranz das gewünschte Prüfergebnis für die Unrundheit
oder den Schlag normalerweise verfälscht.
-
Um diesen Mangel zu beheben, ist schon vorgeschlagen worden, die
Meßuhr mit einem Schleppzeiger auszustatten, der gabelförmig ausgebildet ist und
dessen Schenkel zu beiden Seiten des Meßzeigers angeordnete Mitnehmer tragen. Der
Meßzeiger der Uhr nimmt dann den Schleppzeiger durch Anschlag am einen Mitnehmer
bis zu seinem maximalen Ausschlag mit, worauf bei der umgekehrten Bewegung des Meßzeigers
der Schleppzeiger in der extremalen Lage stehenbleibt. Ist der Schlag oder die Unrundheit
der zu prüfenden Welle größer, als es dem Abstand der beiden Mitnehmer des Schleppzeigers
entspricht, so gelangt der Meßzeiger mit dem andern Mitnehmer des Schleppzeigers
in Berührung, wodurch eine elektrisch
leitende Verbindung hergestellt
und ein das Überschreiten des Toleranzbereiches anzeigender Stromkreis geschlossen
wird. Auf diese Weise läßt sich die durch die Unrundheit oder den Schlag bedingte
Toleranz eines Rotationskörpers unter Ausschaltung der übrigen Toleranzen und Abmessungen
prüfen, wobei die beschriebene Einrichtung jedoch den Nachteil zeigt, daß die Änderung
der Größe des Toleranzbereiches nur durch Auswechseln des Schleppzeigers möglich
ist, da eine gegenseitige Verstellung der Mitnehmer bzw. eine Änderung der Gabelweite
des Schleppzeigers auß<rordentliche Schwierigkeiten bereiten würde. Außerdem
ist der mit der Einrichtung erzielbare Kontaktdruck zwischen dem Nleßzeiger und
einem der Mitnehmer äußerst gering, da sowohl die Wirkkraft des Meßzeigers, also
daher auch die Reibungskraft des Schleppzeigers bei einer .leßuhr sehr klein ist.
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der geschilderten
Mängel und betrifft eine Fiihllehre zum Prüfen geometrischer Toleranzen an bzw.
von \Verkstücken usw., insbesondere zum Prüfen der Unrundheit bzw. des Schlages
von Rotationskörpern, mit einem Taststift und mindestens einem mit diesem zusammenwirkenden
elektrischen Kontakt zur Anzeige des Überschreitens eines Toleranzbereiches.
-
Die Fühllellre zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß
ein durch satte Reibung mit dem Taststift in u irkverbindung stehendes Organ zufolge
Mitnahme während der Priifung zwischen zwei Grenzanschlägen bewegbar ist, von denen
wenigstens der eine im Abstand vom andern eingestellt werden kann und von denen
mindestens der eine als elektrisches Kontaktelement ausgebildet ist, das Ganze derart,
daß der durch den Abstand der Grenzanschläge gegebene Toleranzbereich sich mit seiner
oberen Grenze selbsttätig auf das Maximum der fraglichen Abmessung eines Prüflinge
einstellt, unabhängig von der absoluten Größe dieser Abmessung, und daß nachher
beim Überschreiten des Toleranzbereiches nach unten sich der elektrische Kontakt
schließt.
-
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. I einen Teil einer als Meßuhr ausgebildeten
Fühllehre, wobei der Taststift und der Mechanismus zum Antrieb der Zeigerachse weggelassen
sind, Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch eine ohne Übersetzung arbeitende
Fühllehre.
-
Bei dem in Fig. I gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf einer Drehachse
10 einer nicht näher dargestellten Meßuhr ein Zeigerarm II mit satter Reibung aufgesetzt,
derart, daß derselbe bei Drehung der Zeiger achse mitgenommen wird, durch ein in
seine Bewegungsbahn gebrachtes Hindernis jedoch ohne nennenswerte Behinderung der
Zeigerachse aufgehalten werden kann. Ein feststehender Anschlag 12 begrenzt die
Schwenkbewegung des Zeigerarmes nach der einen Seite, während ein weiterer, in seinem
Abstand vom Anschlag 12 einstellbarer Anschlag I3 die Schwenkbewegung nach der andern
Seite begrenzt. Dieser einstellbare Anschlag 13 ist beispielsweise am einen Ende
einer Schraubenspindel 14 angeordnet, die in eine feststehende Mutter I5 eingewindet
und mittels eines gerauhten Griffes I6 drehbar ist. Das schwenkbare Ende des Zeigerarmes
II trägt zwei kugelkalottenförmige Nocken 17 welche mit den Anschlägen 12 bzw. I3
zur Anlage kommen. Eine elektrische Anschlußklemme I8 steht über die Mutter I5 und
die Spindel 14 mit dem als Kontaktelement ausgebildeten Anschlag 13 in leitender
Verbindung, während eine weitere Anschlußklemme 19 mit dem Zeigerarm verbunden ist.
Der vom andern Anschlag isoliert angeordnete Anschlag 12 kann ebenfalls an eine
elektrische Anschlußklemme angeschlossen sein.
-
Sämtliche Kontaktelemente, d. h. die beiden Anschläge 12 und I3 sowie
die Nocken I7 am Zeigerarm II, sind mit Vorteil aus Hartmetall hergestellt.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Fühllehre, beispielsweise bei
der Prüfung des Schlages einer Welle, ist wie folgt: Wenn der nicht gezeichnete
Taststift der Meßuhr den Umfang der zu prüfenden und langsam gedrehten Welle abfühlt,
so dreht sich die Zeigerachse 10 der Meßuhr beim Vorhandensein eines Schlages der
Welle abwechslungsweise einmal im Uhrzeigersinn und dann wieder in der andern Richtung,
den Zeigerarm II hierbei jeweils zwischen den Anschlägen 12 und 13 mitnehmend. Dreht
sich die Achse 10 bei zunehmender Auslenkung des Umfanges von der Rotationsachse
der Welle im Uhrzeigersinn, kann der Zeigerarm 11 diese Bewegung nur mitmachen,
bis er am Anschlag 12 zum Anliegen kommt. Die Zeigerachse 10 dreht sich hierauf
bei weiterer Zunahme der Auslenkung jedoch ungehindert weiter, bis die maximale
Lage erreicht ist. Während der nun folgenden Abnahme der Auslenkung dreht die Zeigerachse
im Gegenuhrzeigersinn und nimmt den Zeigerarm II in Richtung gegen den Anschlag
I3 mit. Ist die durch den Schlag der zu prüfenden Welle verursachte Auslenkungsschwankung
größer als der zulässige Toleranzbereich, so kommt der Arm 11 hierbei mit dem Anschlag
I3 in Berührung, wodurch ein an die Klemmen I8 und 19 angeschlossener Stromkreis
geschlossen und das Überschreiten des Toleranzbereiches auf irgendeine Weise angezeigt
wird, beispielsweise durch Aufleuchten einer Signallampe. Bleibt der Schlag der
Welle genügend klein und innerhalb des Toleranzbereiches, so bleibt der genannte
Stromkreis unterbrochen. Der Toleranzbereich ist durch den Abstand der beiden Grenzanschläge
12 und 13 gegeben und läßt sich durch Verstellen des einen Anschlages 13 innerhalb
gewisser Grenzen beliebig einstellen.
-
Es ist ersichtlich, daß die Prüfung bei der beschriebenen Fühllehre
von der absoluten Größe des Wellendurchmessers, also auch von der Durchmessertoleranz,
in keiner Weise beeinflußt wird. Die einmal eingestellte Schlagtoleranz ist völlig
unabhängig von den übrigen Maßen der zu prüfenden Welle, da der Zeigerarm II mittels
Reibung mit der Zeigerachse in Wirkverbindung steht.
-
In bestimmten Fällen kann auch eine Kontaktgabe zwischen der Zeigerachse
II und dem festen Anschlag 12 zur Steuerung elektrischer Stromkreise verwendet werden.
-
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Fühllehre
einen in seiner T. Längsrichtung
verschiebbar geführten Taststift
30 auf, der unter dem Einfluß einer Feder 3t stets gegen den zu prüfenden Körper
angedrückt wird. Der Taststift weist eine axiale Bohrung 32 auf, in welcher ein
zylindrischer I,Sufer 33 mit satter Reibung verschiebbar untergebracht ist, derart,
daß er bei den Bewegungen des Taststiftes 31) mitgenommen wird. Ein stiftförmiger
Anschlag 22 ragt feststehend in das obere Ende des Taststiftes hinein und dient
zur Bewegungsbegrenzung des Läufers 33 in der einen Richtung. Durch zwei sich diametral
gegenüberliegende Längsschlitze des Taststiftes ragt ein Kontakthebel 2I hindurch,
der mittels einer Schneide 3+ schwenkbar an einem Fixpunkt gelagert ist. Am einen
Arm des Kontakthebels greift eine Zugfeder 35 an, die den Hebel derart schwenkt,
daß derselbe mittels einer kugelkalottenförmigen Anschl;igsfläche 36 stets gegen
die untere Seite des l. äufers 3 anliegt, wobei die Kraft der Zugfeder kleiner ist
als die Reibungskraft zwischen Läufer und Bohrung des Taststiftes, so daß keine
Verschiebung des l. iufers durch die Zugfeder eintreten kann. Am läiigeren Hebelarm
des Kontakthebels 21 befindet sich ein als elektrisches Kontaktorgan ausgebildeter
Nocken 27, der mit einem Kontaktelement 23 zusammenarbeitet, das unter Zwischenschaltung
eines Isolierstückes 37 am einen Ende einer Schraubenspindel 24 befestigt ist. Letztere
ist in eine feststehende Mutter 25 eingewindet und mittels eines gerauhten Handgriffes26
drehbar, so daß sich das Kontaktelement 23 verstellt.
-
Eine elektrische Anschlußklemme 28 steht mit dem Kontaktelement 23
in leitender Verbindung und eine weitere Klemme 29 iiber die Maße der Lehre mit
dem Kontakthebel 2I.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Fühllehre, heispielsweise beim
Messen der Unrundheit eines Rotationskörpers, ist wie folgt: Wenn der zu prüfende
Körper unter den Taststift 30 geschoben wird, so hebt sich derselbe an, und mit
ihm bewegt sich auch der Läufer 33 nach oben. Dadurch wird der Kontakthebel 2I freigegeben
und kann durch die Feder 35 so geschwenkt werden, daß sich das Kontaktorgan 27 vom
Kontaktelement 23 abhebt. Bei der Aufwärtsbewegung des Taststiftes stößt der Läufer
33 gegen den festen Anschlag 22 und bleibt dann stehen, ohne den Taststift jedoch
nennenswert in seiner weiteren 12ufwärtsbewegung zu behindern. Wenn bei der Drehung
des zu prüfenden Rotationskörpers dessen maximale Dicke abgetastet ist, so bewegt
sich der Stift hei der weiteren Drehung des Körpers wieder nach unten, hierbei den
Läufer 33 und damit den Hebel 21 mitnehmend, sofern die Unrundheit des l'riiflings
das zulässige ATaß übersteigt, so kommt das Kontaktorgan 27 mit dem Kontaktelement
23 zur Berührung, wodurch ein an die Klemmen 28 und 29 angeschlossener Alarmstromkreis
od. dgl. geschlossen wird. f)ie Größe des Toleranzbereiches läßt sich durch Verstellen
der Spindel 24 innerhalb gewisser Grenzen beliebig einstellen. die beim ersten Beispiel,
ist auch hier die Prüfung un;lbhingig von der absoluten Größe der betreffenden liniessung
des Prüflinge.
-
I)cr einstellbare Toleranzbereich kann im allgeineiiieu gen. lller
eingestellt werden, wenn dis Kontaktelement an einer axial verschiebbaren, jedoch
nicht drehbaren Spindel angeordnet ist, über welche eine drehbare, aber in axialer
Richtung feststehende Mutterhülse geschraubt ist, durch deren Drehung dann die Spindel
in der Längsrichtung verstellbar ist.
-
Zur Ermöglichung einer Feineinstellung kann die Mutterhülse mittels
eines Untersetzungsgetriebes antreibbar sein.
-
Die Kontaktelemente 23, 27 und die Anschlagsfläche 36 sind mit Vorteil
aus Hartmetall gebildet,.um die notwendige Festigkeit zu haben, die eine hohe Konstanz
der Genauigkeit der Lehre gewährleistet.
-
Die erfindungsgemäße Fühllehre kann auch irgendeine andere Ausbildungsform
aufweisen, bei welcher ein durch satte Reibung mit dem Taststift in Wirkverbindung
stehendes Organ zwischen zwei Grenzanschlägen bewegbar ist. Der durch den Abstand
der beiden Anschläge gegebene Toleranzbereich stellt sich mit seiner oberen Grenze
selbsttätig jeweils auf das Maximum der fraglichen Abmessung ein, unabhängig von
der absoluten Größe dieser Abmessung, und der elektrische Kontakt schließt sich
hierauf beim Überschreitet des Toleranzbereich es nach unten.
-
Die Fühllehre eignet sich z. B. auch für die fortlaufende Prüfung
der Dickentoleranz von Bändern, Folien, Drähten usw.