DE854096C

DE854096C - Surface and length measuring device

Info

Publication number: DE854096C
Application number: DEP867A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr-Ing Perthen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-02
Filing date: 1950-03-02
Publication date: 1952-10-30

Description

Oberflächen- und Längenmeßgerät Zusatz zum Patent 845 567 Im Patent 845 567 wurden Einrichtungen zur Durchführung von Oberflächen- und Längenmessungen mittels gasförmiger und flüssiger Medien angegeben. Im vorliegenden Falle sollen weitere Ausführungen und Verbesserungen des Erfindungsgegenstandes angegeben werden.Surface and length measuring device addendum to patent 845 567 In the patent 845,567 were facilities for carrying out surface and length measurements indicated by means of gaseous and liquid media. In the present case further designs and improvements of the subject matter of the invention are given.

Wie die Abb. l zeigt. erfolgt die Messung der Dickenänderung des Prüflings z dadurch. daß sich ihm gegenüber eine Düse 2 befindet, aus der ein strämendes Medium ausströmt. Ändert sich die Dicke oder die Oberflächengestalt des Prüflings 1, dann wird der Abstand zu der Düse 2 kleiner oder größer und hiel-(lurcll ändert sich der l)ruck in der Zuleitung, der der Meßgröße der Dicke oder der Oberflächengestalt proportional ist. As Fig. L shows. the measurement of the change in thickness takes place Test object z thereby. that there is a nozzle 2 opposite him, from which a rushing Medium flows out. If the thickness or the surface shape of the test object changes 1, then the distance to the nozzle 2 becomes smaller or larger and hiel- (lurcll changes The l) jerk in the supply line, that of the measured variable of the thickness or the surface shape is proportional.

Dieses Meßverfahren hat seine größte Empfindlichkeit im Bereich sehr kleiner Abstände der Nießdüse 2 von der Oberfläche 1. Sind dagegen die Dicken- usw. Unterscheide des Prüflings 1 sehr viel größer, d. h. bereits über 0,2 mm hinaus, dann wird dieses Meßverfahren sehr unempfindlich. Seine Eichkurve. der abgelesene l)ruck aufgetragen über der Längengröße, hat nämlich hyperbolischen Charakter, so daß man sich für große Düsenabstände auf dem nahezu horizontalen Ast der Hyperbel befindet, wodurch die Empfindlichkeit für Längenänderungen sehr gering ist. This measurement method has its greatest sensitivity in the very area small distances of the weeness nozzle 2 from the surface 1. If, on the other hand, the thickness etc. Distinguish the test specimen 1 much larger, i. H. already over 0.2 mm, then this measuring method becomes very insensitive. Its calibration curve. the read l) ruck plotted against the length, namely has a hyperbolic character, see above that one opts for large nozzle spacings on the almost horizontal branch of the hyperbola is located, whereby the sensitivity to changes in length is very low.

Es gibt nun aber viele Meßfälle, beispielsweise beim Auswalzen endloser Bänder verschiedener Dicke, daß man einerseits Materialstärken von mehreren Millimetern Dickenunterschied auswalzen will, die jeweilige Dicke aber auf z. B. 1/100 mm noch genau einhalten will. Der Abstand der Düse 2 müßte also so groß gewählt werden, daß unter ihr, ohne sie zu berühren, die größte auszuwalzende Material stärke noch passieren kann. Dadurch wird aber die Meßempfindlichkeit für die einzuhaltende Stärke bei dünnem Material so gering, daß das Meßverfahren nic'ht zu verwenden ist. But there are now many measurement cases, for example endless ones when rolling Ribbons of various thicknesses that on the one hand material thicknesses of several millimeters Want to roll out a difference in thickness, but the respective thickness on z. B. 1/100 mm still want to adhere exactly. The distance between the nozzle 2 would have to be chosen so large that that under her, without touching it, the largest material to be rolled out strength can still happen. As a result, however, the measurement sensitivity for the to be complied with Thickness with thin material is so small that the measuring method cannot be used.

Diesem Mißstand wird nun dadurch abgeholfen, daß die Düse 2 dem Prüfling I nicht starr gegenübersteht, sondern daß sie beweglich ist und sich infolgedessen stets auf ein und denselíben' Abstand von der Oberfläche des Prüflings I einstellen kann, gleic'hgültig, welche Dicke er hat. Dieser Abstand kann nun so eingesteflt werden, daß die Düse 2 mit Sicherheit die Oberfläche I nicht berührt, andererseits aber sie im Bereich ausreichend hoher Empfindlichkeit für die zu messenden Dickenunterschiede arbeitet. This deficiency is now remedied that the nozzle 2 the test object I is not rigidly opposed to it, but that it is flexible and, as a result, is itself Always adjust to the same distance from the surface of the test object I. no matter how thick he is. This distance can now be set in this way be that the nozzle 2 certainly does not touch the surface I, on the other hand but they are in the range of sufficiently high sensitivity for the thickness differences to be measured is working.

In Abb. I, die eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgedankens zeigt, ist nun die Düse I an dem senkrechten Rohr 3 befestigt, das über die Federgelenke 4 und 5 mit den horizontalen Waagebalken 6 und 7 verbunden ist. Diese Waagebalken sind in den Schneiden 8 und 9 oder ebenfalls in Federgelenken gelagert und werden am anderen Ende durch die senkrechte Strebe lo über Federgelenlke zu einem Parallelqgramsm geschlossen. In Fig. I, an example implementation of the inventive idea shows, the nozzle I is now attached to the vertical tube 3, which is over the spring joints 4 and 5 is connected to the horizontal balance beams 6 and 7. This balance beam are stored in the cutting edges 8 and 9 or also in spring joints and are at the other end through the vertical strut lo over spring hinges to a parallelqgramsm closed.

Auf diese Weise entsteht ein reibungsfrei gelagertes Waagesystem, das einmal die Düse 2 stets parallel zum Prüfling I hält und zum anderen zwischen der Bewegung der Düse 3 und der Strebe 10 ein mechanisches Übersetzungsverhältnis erzeugt.In this way a friction-free mounted weighing system is created, that on the one hand the nozzle 2 always keeps parallel to the test object I and on the other hand between the movement of the nozzle 3 and the strut 10 have a mechanical transmission ratio generated.

An einem der horizontalen Waagebalken, beispielsweise 7, greifen nun zwei Meßdosen 11 und I2 an, die mit ihrer Kraftwirkung aber gegeneinander arbeiten. Die Meßdose II besitzt eine Membran 13 und ist mittels 14 an dem Waagebalken; 7 befestigt, während der Boden andererseits an dem festen Gehäuse des Meßgerätes I5 angebracht ist. Beide Verbindungen sind lösbar, so daß die Meßdose 1 1 längs des Waagebalkens verschoben werden kann. Grab one of the horizontal balance bars, for example 7 now two load cells 11 and I2, which work against each other with their force. The load cell II has a membrane 13 and is by means of 14 on the balance beam; 7th attached, while the bottom on the other hand to the fixed housing of the meter I5 is appropriate. Both connections are detachable, so that the load cell 1 1 along the Balance beam can be moved.

Die Meßdose 12 ist in gleicher Weise ausgebildet. The load cell 12 is designed in the same way.

Sie besitzt also ebenfalls eine Membran I6 und ein Verbindungsgelenk I7 zum Waagebalken 7, sowie eine Befestigung an dem Gehäuse 15. Auch sie kann längs verschoben werden.So it also has a membrane I6 and a connecting joint I7 to the balance beam 7, as well as an attachment to the housing 15. It can also be longitudinal be moved.

Das von dem Druckerzeuger I8 auf einen geeigneten höheren Druck gebrachte strömende Medium gelangt über die Rohrleitung 19 und die Vordüse 20 in die Meßdose II und von dort über die Schlauchleitung 21 in das Rohr 3 und strömt dann aus der Düse 2 gegen die Oberfläche des Prüflings I aus. That brought to a suitable higher pressure by the pressure generator I8 The flowing medium reaches the load cell via the pipe 19 and the pre-nozzle 20 II and from there via the hose line 21 into the pipe 3 and then flows out of the Nozzle 2 against the surface of the test piece I.

Von dem Druckerzeuger I8 strömt aber andererseits durch die Leitung 22 strömendes Medium über den Umschalthahn 23 und die Leitung 24 in die Meßdose 12 und setzt sie unter einen bestimmten Druck. Es ergibt sic'h nunmehr folgender Meßvorgang: Durch die Bemessung der Vordüse 20 und der Meßdüse 2 wird für den vorliegenden Meßfall eine bestimmte Empfindlichkeit bzw. Eichkurve eingestellt. Während nun in der Meßdose 12 der gleicheDruck herrscht wie ihn der Druckerzeuger I8 liefert, ist der Druck in der Mefidose ii geringer, da infolge der Bcmessunt, der Vordüse 20 und der Meßdüse 2 abhängig von dem Abstand von I ein Druckabfall entsteht. Infolgedessen werden die beiden Meßdosen 11 und t2 längs des Waagebalkens 7 so verschoben, daß die von ihnen ausgeübte Kraft mal Abstand vom Drehpunkt g einander gleich ist. Diese Einstellung kanne so gewählt werden, daß die Düse 2 im Gleichgexvichtszustand der Waage einen bestimmten freien Abstand von der Oberfläche des Prüflings I hat. On the other hand, however, it flows from the pressure generator I8 through the line 22 flowing medium via the switchover valve 23 and the line 24 into the load cell 12 and puts them under a certain pressure. It now results in the following Measuring process: By dimensioning the fore-nozzle 20 and the measuring nozzle 2, for the present Measurement case a certain sensitivity or calibration curve is set. While now in the load cell 12 has the same pressure as the pressure generator I8 delivers the pressure in the mefidose ii is lower because of the Bcmessunt, the anterior nozzle 20 and the measuring nozzle 2, depending on the distance from I, a pressure drop occurs. Consequently the two load cells 11 and t2 are shifted along the balance beam 7 so that the force they exert times the distance from the fulcrum g is equal to each other. These The setting can be selected so that the nozzle 2 is in the same weight state The balance has a certain free distance from the surface of the test object I.

Nimmt nunmehr die Dicke des Prüflings I zu, dann wird der Abstand zu 2 kleiner, wodurch sich der Druck in der Meßdose 11 erhöht. Die Waage kommt infolgedessen aus dem Gleichgewicht, die Membran I3 drückt den Hebel 7 nach unten, wodurch aber wiederum die Meßdüse 2 angehoben wird. Die Bewegung der Membran I3 geht nun so lange vor sich, bis IdieDüse2 wieder den früheren festen Abstand zur Oberfläche des Prüflings I hat. If the thickness of the test piece I now increases, then the distance becomes to 2 smaller, whereby the pressure in the load cell 11 increases. The scales come as a result out of equilibrium, the membrane I3 pushes the lever 7 downwards, which however in turn the measuring nozzle 2 is raised. The movement of the membrane I3 is now so long in front of you until IdieDüse2 returns to the previous fixed distance to the surface of the test object I have.

In diesem Falle stellt sich nämlich wieder der alte Druck in der Meßdose 11 ein, der ja gegen den Druck in der Meßdose 12 über die verschiedenen Hebelübersetzungen im Gleichgewicht war. Die Meßdüse 2 besitzt nunmehr wieder den alten festen Abstand von der Oberfläche, nur das Waagesystem hat sich etwas verlagert. Diese Auslenkung wird beispielsweise durch die Strebe 10 auf den Anzeigehebel 26 übertragen und kann auf der Skala 27 abgelesen werden.In this case, the old pressure is restored in the load cell 11 a, which yes against the pressure in the load cell 12 via the various lever ratios was in balance. The measuring nozzle 2 now has the old fixed distance again from the surface, only the weighing system has shifted a bit. This deflection is transmitted, for example, through the strut 10 to the display lever 26 and can can be read on the scale 27.

Wird andererseits die Dicke des Prüflings I kleiner, dann kann mehr strömendes Medium die Düse 2 verlassen. Hierdurch sinkt der Druck in der Meßdose 11, und nunmehr drückt die Membran der Dose 12 den Waagebalken 7 nach oben, wodurch die Meßdose 2 so lange der neuen Oberfläche des Prüflings 1 folgt, bis der alte Abstand wieder erriecht ist. Dies bedeutet, daß in der Meßdose 11 sich wieder der alte Druck einstellt, der dem Druck in der Dose 12 das Gleichgewicht hält. Die Waage kommt zur Ruhe, ihre Verschiebung kann an der Skala 27 abgelesen werden, der feste Abstand der Düse 2 von der Oberfläche aber bleibt erhalten. On the other hand, if the thickness of the test piece I becomes smaller, then more can be achieved flowing medium leave nozzle 2. This reduces the pressure in the load cell 11, and now the membrane of the can 12 presses the balance beam 7 upwards, whereby the load cell 2 follows the new surface of the test object 1 until the old one Distance is reached again. This means that the load cell 11 is again sets old pressure, which keeps the pressure in the can 12 in balance. The scales comes to rest, its shift can be read on the scale 27, the fixed one However, the distance between the nozzle 2 and the surface is retained.

Auf diese Weise können mittels strömender Medien ohne mechanische Berührung der Oberfläche Körper ganz verschieden großer Dicke, Länge, Durchmesser und Oberflächengestalt gemessen werden. Durch Verschieben des Drehpunktes 8, 9 der Waage können verschieden große Maximalwege von 2 oder eine entsprechende meChanische Vorvergrößerung eingestellt werden, die wiederum die Genauigkeit der Messung erhöht. Durch Wahl der entsprechenden Düsen 20 und 2 und durch Einstellen eines Abstandes der Meßdose 12 vom Drehpunkt, der die Meßdüse 2 in einem mehr oder weniger empfindlichen Meßhereich von der Oberfläche des Prüflings I hält, kann das Meßverfahren allen Forderungen an Genauigkeit angepaßt werden. In this way, by means of flowing media without mechanical Touching the surface of bodies of very different thickness, length, diameter and surface shape can be measured. By moving the pivot point 8, 9 of the Scales can have different maximum paths of 2 or a corresponding mechanical Pre-magnification can be set, which in turn increases the accuracy of the measurement. By choosing the appropriate nozzles 20 and 2 and setting a distance the load cell 12 from the fulcrum, which the measuring nozzle 2 in a more or less sensitive The measuring process can do all of them Requirements to be adapted to accuracy.

Diese Einstellung auf einen günstigsten Abstand der Meßdüse 2 von der Oberfläche I kann nun ohne Verschieben von 12 längs 7 noch leicht von außen dadurch erreicht werden, daß der Hahn 30 geöffnet wird, der sich in der aus der Meßdose I2 ahfUh- renden I.eitung 29 befindet. Dadurch strömt die in 12 befindliche Luft aus der Düse 3I aus. Die Menge der ausströmenden Luft kann beispielsweise durch Drosselung des Hahnes oder Ventils 30, besser aber durch Verstellen der Platte 32 mittels der Mikrometerschraube 33 erfolgen. Auf diese \Veise kann der in der Meßdose 12 herrschende l)ruck geändert werden, wodurch sich eine Verschiebung der Waage und damit eine Veränderung des Abstandes der Düse 2 von der Oberfläche 1 ergibt. This setting to a most favorable distance of the measuring nozzle 2 of surface I can now easily be seen from the outside without moving 12 along 7 can be achieved in that the valve 30 is opened, which is in the from Load cell I2 ahfUh- renden I. line 29 is located. This causes the air in 12 from the nozzle 3I. The amount of air flowing out can for example by throttling the cock or valve 30, but better by adjusting of the plate 32 by means of the micrometer screw 33. In this \ Veise can the jerk prevailing in the load cell 12 can be changed, resulting in a shift the balance and thus a change in the distance of the nozzle 2 from the surface 1 results.

Schließlich kann durch Umschalten des Hahnes 23 in die Zuleitung 22 zur Meßdose 12 eine Kapillare 25 eingeschaltet werden Durch diese Kapillare bzw. durch Veränderung ihrer Größe oder durch Hintereinanderschalten mehrerer Kapillaren kann die Geschwindigkeit verändert werden, mit der sich die Düse jeweils wieder auf ihren alten Abstand einstellt. Hierdurch können Pendelungen beim Nachf<olgen der Düse vermieden werden. Finally, by switching the tap 23 into the supply line 22 to the load cell 12 a capillary 25 are turned on. by changing their size or by connecting several capillaries in series the speed at which the nozzle moves again can be changed adjusts to their old distance. This can cause oscillations when following the nozzle can be avoided.

Die Abb. 1 stellt nur eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes dar, der nach mehreren Richtungen noch entwickelt werden kann. Fig. 1 represents only an example of the embodiment of the subject matter of the invention which can still be developed in several directions.

Einen anderen Fall zeigt z. B. die Abb. 2, bei der vor allem das Waagesystem der Abb. I durch eine rotierende I- inriclltung ersetzt ist, die von dem Prinzip der Ringwaage Gebrauch macht.Another case shows z. B. Fig. 2, in which especially the weighing system of Fig. I is replaced by a rotating device, which is based on the principle makes use of the ring balance.

Der I)ruckerzeuger 35 setzt das strömende Medium wieder unter einen geeigneten Druck und führt es über die Zeitungen 36 und die Vordüsen 37 und 3X in die beiden Kammern 39 und 40. Aus der Kammer 40 fließt das strömende Medium über die Leitung 41 durch die Düse 42 gegen die Oberfläche 43 aus. Der in der Kammer 4o herrschende Druck wird der einen Seite der Ringwaage 44 zugeführt. The I) pressure generator 35 puts the flowing medium under one again suitable pressure and leads it over the newspapers 36 and the pre-nozzles 37 and 3X in the two chambers 39 and 40. From the chamber 40 the flowing medium flows over line 41 through nozzle 42 against surface 43. The one in the chamber The pressure prevailing 4o is fed to one side of the ring balance 44.

Aus der Kammer 39 strömt das Medium über die Leitung 45 durch den hohlen Schaft der Spindel 46 durch die Düse 49 aus gegen die Platte 50, die durch die Mikrometerschraube 51 in i'hrem Abstand gegenüber der Düse 49 verändert werden kann. Der in der Kammer 39 herrschende Druck wird der anderen Seite der Ringwaage 44 zugeführt. From the chamber 39, the medium flows via the line 45 through the hollow shaft of the spindle 46 through the nozzle 49 out against the plate 50, which through the distance between the micrometer screw 51 and the nozzle 49 can be changed can. The pressure prevailing in chamber 39 becomes the other side of the ring balance 44 supplied.

Ändert sich die Dicke des Prüflings 43 oder seine Oberfläc'hengestalt. so wird bei einer Dickenzunahme der Druck in der Kammer 40 größer. Dadurch bewegt sich die Ringwaage nach rechts, und zwar so lange, bis durch Drehung des Zahnrades 48 gegen die Zahnstange 47 die Düse 49 sich der Platte 50 genähert hat und auf diese Weise der Druck in der Kammer 39 ebenso hoch wie in der Kammer 40 ist. Die Verdrehung der Ringwaage kann mittels des zeiger 52 an der Skala 53 abgelesen werden. Durch geeignete mehrfache Übersetzung 48, 46 und entsprechentle Zeigerlänge können Vergrößerungen von Ioooofach ohne weiteres angezeigt und im Bedarfsfall registriert werden. Die Einrichtung hat den großen Vorteil, daß Druckschwankungen des strömenden Mediums, die von dem Druckerzeuger verursacht werden, keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit haben. If the thickness of the test piece 43 or its surface shape changes. so with an increase in thickness, the pressure in the chamber 40 becomes greater. Moved by it the ring balance to the right, until by turning the gear 48 against the rack 47, the nozzle 49 has approached the plate 50 and onto this Way, the pressure in the chamber 39 is just as high as in the chamber 40. The twist The ring balance can be read off the scale 53 by means of the pointer 52. By suitable multiple translation 48, 46 and corresponding pointer length can be enlargements can be easily displayed by Ioooofach and registered if necessary. the The device has the great advantage that pressure fluctuations in the flowing medium, caused by the pressure generator do not affect the measurement accuracy to have.

Es ist ferner leicht einzusehen, daß die Düsen 42 und 49 vertauscht werden können, d. h. daß die Oberfläche 43 unter die Düse4g, Platte 50 und Mikrometer 51 unter Düse 42 gebracht werden können. In diesem Falle erhält man die gleiche Anordnung wie in Abb. I. Wird nämlich der Prüfling 43 dicker, dann steigt der Druck in der Kammer 39, die Ringwaage bewegt sich und zieht die Düse 49 von der Oberfläche von 43 so lange weg, bis der Druck in der Kammer 39 gleich dem in der Kammer 40 ist. Die Einstellung des Normalabstandes der Düse 49 von der Oberfläche 43 kann dann ebenfalls wieder durch Verändern des Abstandes der Platte 50 von der Düse 42 mittels der Mikrometerschraube 51 erfolgen. It is also easy to see that the nozzles 42 and 49 are interchanged can be, d. H. that the surface 43 under the nozzle 4g, plate 50 and micrometer 51 can be brought under nozzle 42. In this case the same is obtained Arrangement as in Fig. I. If the test specimen 43 becomes thicker, the pressure increases in chamber 39, the ring balance moves and pulls nozzle 49 from the surface away from 43 until the pressure in chamber 39 equals that in chamber 40 is. The adjustment of the normal distance of the nozzle 49 from the surface 43 can then again by changing the distance between the plate 50 and the nozzle 42 by means of the micrometer screw 51.

Abb. 3 zeigt eine Anordnung, bei der ein an sich bekannter mechanischer Fühlhebel mit großer Meßkraft zur Oberflächengestaltmessung mit geringster Meßkraft verwendet wird. Auf der rauhen Oberfläche 55 steht mit den Füßen 57 das Gehäuse 56, dessen Boden durch einen Schlitz 58 durchbrochen ist. Aus diesem Schlitz tritt der Taststift 59 hervor, der infolge der Federlagerung 60 sich mit sehr geringer Meßkraft vertikal bewegen kann. Der horizontale Teil des Winkelstückes 61 befindet sich nun zwischen den zwei Meßdüsen 62, 63, aus denen ein strömendes Medium hervortritt. Diese Meßdüsen sind andererseits an dem Meßbolzen 63a eines mechanischen Feintasters befestigt, der durch die Feder 63t stets gegen das Schneidenstück 64 gedrückt wird. Fig. 3 shows an arrangement in which a known mechanical Feeler lever with high measuring force for surface shape measurement with the lowest measuring force is used. The housing rests on the rough surface 55 with the feet 57 56, the bottom of which is pierced by a slot 58. From this slot emerges the stylus 59 emerges, which is due to the spring mounting 60 with very little Measuring force can move vertically. The horizontal part of the elbow 61 is located is now between the two measuring nozzles 62, 63, from which a flowing medium emerges. These measuring nozzles are on the other hand on the measuring pin 63a of a mechanical fine feeler attached, which is always pressed against the cutting piece 64 by the spring 63t.

Die geringen Bewegungen dieses Meßbolzens 63a werden dadurch vergrößert auf der Skala 66 angezeigt, daß der Meßbolzen 63a durch die Feder 63b gegen das Schneidenstüc'k 64 drückt, das sich einerseits über eine Stelze gegen das Gestell des Meßgeräts drehbar abstützt, andererseits durch eine Spiralfeder im Gleichgewicht gegenüber dem Druck der Feder 63b gehalten wird. The small movements of this measuring pin 63a are increased indicated on the scale 66 that the measuring pin 63a by the spring 63b against the Cutting piece 64 presses, which is on the one hand on a stilt against the frame of the measuring device rotatably supported, on the other hand by a spiral spring in equilibrium against the pressure of the spring 63b.

An dem Schneidenstück 64 ist nun ein weiterer Hebel 67 befestigt, an dem zwei Balgenkörper 68, 69 angreifen. Der Druckerzeuger 70 drückt nun in diese Balgenkörper über die Düsen 71, 72 strömendes Medium, das wiederum durch die Leitungen 73, 74 nach den Düsen 62, 63 strömt und dort gegen das Winkelstück 6I ausfließt. Befindet sich dieses genau in der Mitte zwischen beiden Düsen 62, 63 und sind auch die Vordüsen 71, 72 gleich, dann herrscht in beiden Balgenkörpern 68, 69 der gleiche Druck und der Hebel 67 steht in Waage. A further lever 67 is now attached to the cutting piece 64, attack on the two bellows body 68, 69. The pressure generator 70 now presses into this Medium flowing through the bellows body through the nozzles 71, 72, which in turn flows through the lines 73, 74 flows after the nozzles 62, 63 and flows out there against the angle piece 6I. This is located exactly in the middle between the two nozzles 62, 63 and are also the pre-nozzles 71, 72 are the same, then the same prevails in both bellows bodies 68, 69 Pressure and the lever 67 is in balance.

Wird nun durch Drehen der Spindel 75 von Hand oder mechanisch der Teil 76 horizontal bewegt, wozu er an den Blattfedern 77, 78 aufgehängt ist, dann gleitet die Tastnadel 59 über die rauhe Oberfläche, hebt sich und senkt sich und bewegt damit den Teil 6t zwischen den Düsen 62, 63 nicht nur horizontal, sondern auch vertikal hin und her. Is now by turning the spindle 75 by hand or mechanically Part 76 moved horizontally, for which purpose it is suspended from the leaf springs 77, 78, then The wand 59 slides over the rough surface, rises and falls and thus moves the part 6t between the nozzles 62, 63 not only horizontally, but also vertically back and forth.

Nähert sich z. B. die Platte 6I der Düse 62, dann wird deren Ausfluß gedrosselt, der Druck in 68 steigt an und es wird der Hebel 67 nach unten gedrückt. Dadurch wird aber der Meßbolzen 63a gehohen, die Düse 62 entfernt sich infolgedessen von der Platte 61, während die Düse 63 sich nähert.Approaching z. B. the plate 6I of the nozzle 62, then its outflow throttled, the pressure in 68 increases and the lever 67 is pressed down. As a result, however, the measuring pin 63a is raised, and the nozzle 62 moves away as a result from the plate 61 as the nozzle 63 approaches.

Dadurch wird aber die Lage erreicht, in der beide Düsen den gleichen Abstand von der Platte 6I haben, wodurch aber auch der Druck in den Balgenkörpern 68, 69 gleich wird und infolgedessen die Bewegung aufhört. Die Auslenkung der neuen Lage kann an dem Zeiger 65 abgelesen werden.As a result, however, the position is reached in which both nozzles have the same Have a distance from the plate 6I, but this also reduces the pressure in the bellows 68, 69 becomes the same and as a result the movement stops. The deflection of the new The position can be read from the pointer 65.

Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß irgendwelche Druckänderungen, die von dem Druck erzeuger 70 herrühren, dhne jeden Einfluß auf das Meßergehnis sind. Es erübrigt sich daher jede teure Einrichtung zur Konstantlhaitung des Druckes des strömenden Mediums. Während die Tastkräfte zur Abtastung der Oberfläche sehr gering sind, können zur Herstellung einer einfachen mechanischen Vergrößerung normale Fühlhebel mit großer Meßkraft verwendet werden. Durch geeignete Dimensionierung der Balgenkörper 68, 69 können große Kräfte zur tlberwindung der Reibung in dem Fühlhebel hervorgehracht werden. This facility has the advantage that any pressure changes, which originate from the pressure generator 70, without any influence on the measurement result are. There is therefore no need for any expensive equipment to keep the pressure constant of the flowing medium. While the tactile forces to scan the surface very much are small, normal ones can be used to produce a simple mechanical enlargement Feeler levers with a large measuring force can be used. Through suitable dimensioning the bellows body 68, 69 can use great forces to overcome the friction in the Feeler levers are brought out.

Bei der Abtastung von Oberflächen sowohl nach Abb. 3 mittels der Tastnadel 59 wie bei der Bewegung der Düse 2 bzw. 42 in Abb. I bzw. 2 über die Oberfläche 43 bewegen sich die Zeiger 26 bzw. When scanning surfaces both according to Fig. 3 by means of the Wand 59 as when moving the nozzle 2 or 42 in Fig. I or 2 over the surface 43 move the hands 26 resp.

65 bzw. 52 hin und her. Läßt man den Zeiger 26 bzw. 52 bzw. 65 Schleppzeiger 28 bzw. 54 bzw.65 or 52 back and forth. If you leave the pointer 26 or 52 or 65 drag pointer 28 or 54 or

79 oder 80 mitnehmen, dann bleiben diese in der höchsten erreichten Stellung stehen. Die zwischen ihnen abzulesenden Skalenteile ergeben dann die Rauhtiefe des Oberflächenprofils. Bei der Abtestung nach Abb. 2 ohne Tastnadel, aber mit der Düse allein, wird nicht die Ratihtiefe, sondern die Glättungsgröße der Oberflächenrauhigkeit als Abstand der beiden Schleppzeiger 54 abgelesen. Diese Ermittlung der Glättungsgröße mit über die Oberfläche bewegter Düse und Mittelwertsbildung durch ein rechnendes Meßinstrument ist sehr viel genauer als das Meßverfahren nach Nicolau, der die Düse ruhend auf die Oberfläche aufsetzte und den Ausschlag feststellte. Je nach der Zufällig'keit, wo die Düse aufgesetzt war, ergaben sich solche Unterschiede in dem angezeigten Meßergebnis, daß eine eindeutige Ermittlung der Glättungsgröße der Rauhigkeit unmöglich war. Wird dagegen die Düse über die Oberfläche bewegt, so wird der Messung nicht der zufällige Punkt, wo die Düse aufgesetzt wurde, zugrunde gelegt, sondern ein größerer Bereidh und damit ein Mittelwert, der sehr viel weniger streut.Take 79 or 80 with you, then these stay in the highest achieved Standing position. The scale divisions to be read between them then give the surface roughness of the surface profile. When testing according to Fig. 2 without a wand, but with the Nozzle alone, is not the ratio, but the smoothing size of the surface roughness read as the distance between the two drag pointers 54. This determination of the smoothing size with nozzle moved over the surface and averaging through a calculating The measuring instrument is much more precise than the measuring method according to Nicolau, who used the nozzle rested on the surface and noticed the rash. Depending on the chance where the nozzle was placed, such differences arose in that indicated Measurement result that a clear determination of the smoothing size of the roughness is impossible was. If, on the other hand, the nozzle is moved over the surface, the measurement will not take place the random point where the nozzle was placed as a basis, but one larger area and thus a mean value that scatters much less.

Es ist natürlich ohne weiteres möglich, mit der oben beschriebenen Meßeinrichtung die Arbeitsmaschine unmittelbar so zu steuern und zu leiten, daß das auf ihr bearbeitete oder hergestellte Produkt genau die einzustellenden Sollabmessungen erhält. Diese Sollabmessungen können sich sowohl auf die Abmessungen als solche wie auch auf die Oberflächengestalt erstrecken. It is of course easily possible with the one described above Measuring device to control and direct the working machine directly so that the product processed or manufactured on it exactly the target dimensions to be set receives. These nominal dimensions can affect both the dimensions as such as well as extending to the surface shape.

Eine solche Anordnung ist in den Grundzügen in der Abb. 4 dargestellt. Es soll hier z. B. der Drehkörper 8I mittels des Drehstahles 82 auf einen bestimmten Durchmesser und eine bestimmte Oberflächengestalt abgedreht werden. Die Messung erfolgt durch die Meßdüse 84, aus der das strömende Medium, im vorliegenden Falle statt Luft vorteilhafter eine kühlende und schmierende, d. Ii. den Zerspanungsvorgang günstig beeinflussende Flüssigkeit, austritt, die durch den Verdichter 88 unter einem bestimmten Druck sieht. Die Düse 84 befindet sich ebenfalls wieder an einem waageartigen Gestänge, an dessen anderem Ende sich die Balgenkörper 86, 87 befinden. Der Balgenkörper 86 steht dabei in Verbindung mit der Düse 89, die fest am Support 83 der Bearbeitungsmaschine befestigt ist. Such an arrangement is shown in outline in Fig. 4. It should be here z. B. the rotating body 8I by means of the turning tool 82 on a certain Diameter and a certain surface shape can be turned off. The measurement takes place through the measuring nozzle 84, from which the flowing medium, in the present case a cooling and lubricating, d. Ii. the machining process favorably influencing liquid, exits, which by the compressor 88 under sees a certain pressure. The nozzle 84 is also located on one again horizontal rod, at the other end of which the bellows body 86, 87 are located. The bellows body 86 is in connection with the nozzle 89, which is fixed to the support 83 of the processing machine is attached.

Der Düse 89 steht gegenüber entweder ein Lehrbolzen von entsprechender Abmessung oder ein Meisterstück oder eine Platte go, die durch eine in dem Lager 92 bewegliche Mikrometerschraube 91 verstellt werden kann.The nozzle 89 is opposite either a bolt of the corresponding Dimension or a masterpiece or plate go by that in the warehouse 92 movable micrometer screw 91 can be adjusted.

Solange nun das Werlkstück 81 noch nicht auf den richtigen Durchmesser abgedreht ist, hat die Düse 89 einen großen Abstand von go, und infolgedessen ist der Druck im Balgeiikörper $6 sehr viel kleiner als im Balge9körper 87, da zudem die Düse 84 infolge des großeii Durchmessers des Drehkörpers 81 nur einen geringen Abstand hat. Der Balgenkörper 87 dehnt sich also stark aus und zieht die Düse 84 vom Drehkörper 81 weg. Gleichzeitig wird aber durch das Gestänge 93 der Steuerschieber 98 einer Vorschubsteuerung für den Support so betätigt, daß der Dre'hstallll 82 an das Werkstück 8I angestellt wird. Diese beispielsweise hydraulische Vorschubsteuerung besteht aus der Pumpe 99, die über den Steuerschieber 98 den Zylinder 96 beaufschlagt. Hierdurch wird der Kolben 97 verstellt, der seine Bewegungen über die Kolbenstange 95 und das Lager 94 auf den Support 83 überträgt. As long as the workpiece 81 has not yet reached the correct diameter is turned off, the nozzle 89 has a large distance from go, and as a result is the pressure in the bellows body $ 6 is much smaller than in the bellows body 87, since it is also the nozzle 84 only has a small diameter due to the large diameter of the rotating body 81 Distance. The bellows body 87 thus expands greatly and pulls the nozzle 84 away from the rotating body 81. At the same time, however, the control slide becomes through the linkage 93 98 of a feed control for the support is operated in such a way that the rotating stall 82 is employed on the workpiece 8I. This, for example, hydraulic feed control consists of the pump 99, which acts on the cylinder 96 via the control slide 98. As a result, the piston 97 is adjusted, its movements via the piston rod 95 and the bearing 94 to the support 83 transfers.

Der Durchmesser des Werkstücks 8i wird also immer kleiner, und da sich dadurch sowohl idie Düse 89 Ider Platte go als auch die Düse 84 dem Werkstück 81 bzw. dessen Solldurchmesser nähern, kommt der Waagebalken 85 immer mehr in die horizontale Lage. Sobald der durch die Mikrometerschraube 91 eingestellte Sollabstand erreicht ist, befindet sich der Steuerschieber 98 in der neutralen Stellung und der Vorschub für den Support 83 ist stillgesetzt. Das Werkstück 8I ist jetzt auf den genauen Durchmesser abgedreht. Durch Umschalten auf eine höhere Empfindlichkeit und besondere Düsen kann nunmehr die Oberflächengestalt noch auf die vorgeschriebene Größe verringert werden.The diameter of the workpiece 8i is therefore getting smaller and smaller, and there As a result, both the nozzle 89 of the plate and the nozzle 84 of the workpiece 81 or its target diameter approach, the balance beam 85 comes more and more into the horizontal position. As soon as the target distance set by the micrometer screw 91 is reached, the spool 98 is in the neutral position and the feed for the support 83 is stopped. The workpiece 8I is now open turned off the exact diameter. By switching to a higher sensitivity and special nozzles can now change the surface shape to the prescribed one Size can be reduced.

Bei allen diesen Zweidüsenmeßverfahren ist es von großer Wichtigkeit, daß die Düsen strömungsmäßig sich möglichst gleich verhalten. Besonders gilt dies für die Vordiisen, z. B. 20 in Abb. I, 37, 38 in Abb. 2 usw. Die Herstellung genau gleicher Düsen ist aber mit den vorQlandenen Arbeitsverfahren nicht möglich. Man kann nun zwar statt einer Düse ein Nadelventil verwenden, aber die Charakteristik eines solchen Nadelventils weicht so von der einer Düse ab, daß man zwar in einem engen Bereich einen Abgleich erzielen kann, aber nicht über die gesamte Eichkurve. In all of these two-nozzle measuring methods, it is of great importance that the nozzles behave as similarly as possible in terms of flow. This is especially true for the pre-theses, e.g. B. 20 in Fig. I, 37, 38 in Fig. 2, etc. The production exactly However, the same nozzles are not possible with the preceding working methods. Man can now use a needle valve instead of a nozzle, but the characteristic such a needle valve differs so from that of a nozzle that you can in a can achieve an adjustment in a narrow range, but not over the entire calibration curve.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wird, wie Abb. 5 zeigt, die möglichst genau bearbeitete Düse 100 durch Anziehen des Kegels 101 mittels der Mutter 103 und des Gewindes 104 auf dem Diisenkörper 101 in dem Ring 102 elastisch zusammengedrückt, so daß der Durchmesser kleiner wird. Durch eine entsprechende andere Einspannung kann natürlich die Düse 100 auch geweitet werden. Auf diese Weise aber kann man beim Justieren des Meßgeräts die beiden Düsenkreise systematisch auf die gleiche Empfindlichkeit und Eichkurve abgleichen. To avoid these difficulties, as shown in Fig. 5, the Machined nozzle 100 as precisely as possible by tightening the cone 101 by means of the nut 103 and the thread 104 on the Die body 101 in the ring 102 elastically compressed so that the diameter becomes smaller. With a corresponding Of course, the nozzle 100 can also be widened in other ways. In this way but you can systematically open the two nozzle circles when adjusting the measuring device adjust the same sensitivity and calibration curve.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Equipment for surface and Length measurement according to patent 845 567, characterized in that the change the dimensions or the surface shape of a test object dependent pressure fluctuations a medium flowing out of a measuring nozzle (2) against the test object through a suitable medium expanding or contracting means (11, 12) and transmission elements (6, 7) the measuring nozzle (2) always at a suitable but adjustable distance of hold the test object (I) and the movements of the measuring nozzle (2) after corresponding enlargement Display the measured variable you are looking for on a scale (27).

2. Device according to claim 1, characterized in that the speed with which the measuring nozzle follows the changes in shape of the test object by switching on suitable means, for example capillary throttles, can be changed.

3. Device according to claim 1, characterized in that by Change of the pressure in the one measuring chamber (12) by means of suitable, externally adjustable Means the distance of the measuring nozzle from the surface can be adjusted appropriately.

4. Device according to claim 1, characterized in that by the size of the measuring nozzle (2) and the nozzle (31) in relation to the pre-nozzles (20) or (25) and the change in the position of the points of application (14, 17) of the expanding or contracting means (11, 12) adapted the measurement accuracy to the measurement requirement can be.

5. Device according to claim I, characterized in that a den Test object (55) scanning key (59) a plate (61) between two nozzles (62, 63) adjusted, the vertical movements of the plate (61) always at the same distance follow, because the pressure difference of the over the pre-nozzles (7I, 72) from the medium flowing out of the nozzles (62, 63) the pressure chambers (68, 69) can be more or less expanded and its movement via a mechanical Lever reduction (67, 64, 63a) tracks the nozzles (62, 63) of the plate (6I), the Tracking path, however, increased as the size of the surface roughness by means of the pointer (65) indicates.

6. Device according to claim 5, characterized in that by Connection of the button (59), plate (6I) and the nozzles (62, 63) with the measuring pin (63a), the transmission lever (67) with the lever mechanism (64) of a fine feeler each mechanical fine feelers through the surface shape without damaging the surface indicates the measuring force.

7. Device according to claim I and 5, characterized in that the maximum deflections of the pointers (26, 52, 65) using drag pointers (28, 54, 79, 80) held and when scanning the surface with the button (59) the surface roughness, with the nozzle (2 or 42) the smoothing size of the surface shape is displayed.

8. Device according to claim I and 5, characterized in that for fine adjustment of the second nozzles (37, 49) or pre-nozzles (63, 72) to the same Characteristic curve of the nozzle diameter (100) by elastic deformation, for example of the nozzle body (101) in the clamping cone (102) with the nut (103), enlarged or is reduced in size.

9. Device according to claim I to 8, characterized in that the measuring nozzle (84) acts against a workpiece (8I) to be produced, the workpiece to be produced The nominal dimension of the workpiece (8I) is set using the screw (go, 9I) and the nozzle (89) and through the pressure chambers (87, 86) the control (98) of the feed device (99, 96, 97, 95, 94) of the support (83) is adjusted until the workpiece (81) has reached the target size.

10. Device according to claim 9, characterized in that as flowing medium the cooling- or lubricant is used.