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Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Zylinderhöhe an Werkstücken,
die aus einem Zylinder und einem Kegel bestehen
Bei Werkstücken, die aus einem Zylinder
und einem Kegel bestehen, ist es im Verlauf des Fertigungsprozesses vielfach notwendig,
daß die genaue Höhe des Zylinders und die damit in Zusammenhang stehende Lage des
Kegels zu prüfen ist. In anderen Fällen ist neben der Zylinderlhöhe auch gleichzeitig
der Zylinlderdurchmesser zu messen Solche Messungen sind erfahrungsgemäß bei manchen
Werkstücken der vorbeschriebenen Form aus versc'hiedenen Gründen schwierig. Entweder
ist die Zylinderhöhe nicht sehr groß, oder aber der Übergang vom Zylinder zum Kegel
ist in vielen Fällen undeutlich, besonders dann, wenn an dertSbergangsstelle eine
Abrundung oder ein Freistich liegt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren geht von der Erkenntnis aus, daß in
einem Trapez bei gleichbleibender unterer Grundlinie die obere Grundlinie um so
kleiner ist, je höher das Trapez wird, und umgekehrt. Bleiben bei Veränderung der
Trapezhöhe die Seitenwinkel konstant, so ist die Höhenveränderung streng verhältnisgleich
zu der Länge der oberen Grundlinie. In Ausnutzung dieser Erkenntnis wird nach dem
Verfahren ein konstantes Maß parallel zur Zylinderachse zwischen der zweckmäßig
verbreiterten Zylinderbasis und dem Kegelmantel angelegt und der Abstand dieses
konstanten Maßes bzw. der Strecke von dem Zylindermantel senkrecht zu diesen als
Vergleichsmaß für die Abweichung der Zylinderhöhe gemessen.
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Nach der Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zur Ausübung dieses
Verfahrens vorgesclwlagenl, in der das konstante Maß aus einem Meßklotz besteht,
welches zur Anlegung zwischen der erweiterten Zylinderbasis und dem Kegelmantel
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eignet ist. Der Meßklotz nimmt in sich einen Prüftaster auf,
dessen Taststift durch den Meßklotz hindurch den Zylinder berührt. Eine abgewandelte
Ausführungsform dieser Vorrichtung ist zur gleichzeitigen Prüfung des Zylinderdçurchmessers
sowie der Zylinderhöhe geeignet. Die kombinierte Vorrichtung zur Messung beider
Größen besteht aus einem Bügel mit Amboß und einem diesen gegenüberliegenden Prüftaster
zur Messung des Zylinderdurchmessers Der Meßklotz ist bei dieser abgewandelten Ausführungsform
der Vorrichtung axial verschiebbar an einem Doppelhebel angelenkt, gegen dessen
zweiten Arm, ebenfalls an dem Bügel angeordnet, ein zweiter Prüftaster drückt.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Form eines Werkstückes,
welches nach dem Verfahren gemessen wird, und je eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtungen näher veranschaulicht.
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Fig. I ist eine Seitenansicht eines beispielsweisen Werkstückes,
weiches mittels dfes Verfahrens gemessen werden kann; Fig. ia zeigt in teilweise
geschnittener Seitenansicht das Werkstück und die angelegte Meßvorrichtung zur Messung
der Zylindserhohe; Fig. 3 verdeutlicht in Draufsicht eine Vorrichtung zur gleichzeitigen
Messung der Zyllnderhöhe und des Zylinderdurchmessers; Fig. 4 ist eine teilweise
geschnittene Seitenansicht nach Fig. 3. in Fig. I ist ein Werkstück, bestehend aus
einetn Zylinder und einem Kegel, dargestellt. An der liner ken Seite der Zeichnung
ist das Trapez, dessen geometrisches Vechältms zur Messung ausgenutzt wird, angedeutet,
und zwar ist die untere gleichbleibende Grundlinie mit A-B bezeichnet, die veränderliche
Höhe mit b, während die mit der Größe von b kleiner werdende Grundlinie a ist. Diese
geometrischen Verhältnisse werden erfindungsgemäß in dem Verfahren zur Messung von
Zylinderhöhen sowie zu Varrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens benutzt.
Zwischen die verbreiterte Zylinderbasis und den Kegelmantel wird ein konstantes
Maß in Form eines Meßklotz'es an Stelle der in Fig. I mit A-B bezeichneten Strecke
angelegt und der Abstand dieser Strecke vom Zylindermantel als Vergleichsmaß für
die Abweichung der Zylinderhöbe gemessen. Dieser Abstand ist in Fig. I mit b bezeichnet.
In gestrichelten Linien sind zwei weitere der Höhe nach verschiedene Trapeze eingetragen.
Die eine dieser Höhen trägt den Buchstaben c. Wie aus der Figur ohne weiteres zu
ersehen ist, ist der Abstand b, welcher als Meßwert erscheint, abhängig von der
Zylinderhöhe a, deren Wert festgestellt wenden soll. Bei kleiner werdendem a vergrößert
sich b, und umgekehrt.
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Das erfindxungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Anlagepunkte
der Geraden A-B an dem Kegelmantel und der verlängerten Basis des Zylinders eindeutig
bestimmt sind, sowie ferner, daß der Abstand b zwischen diese Geraden und der Mantelfläche
Idjes Zylinders ohne weiteres gemessen werden kann.
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Die Abb. 2, 3 und 4 stellen als Beispiel eine Ausfüihrungsform einer
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens d'ar. Der Meßklotz
I besitzt bei 2 eine Anschrägung, deren Winkel gleich dem Kegefwinkel des Weilstüches
ist.
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Selbstverständlich kann die Auschrägung auch in Form einer Kurve oder
Spitze ausgebildet sein.
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An diesem Meßklotz ist der Taster 8 angebracht, dessen Taststift 7
durch eine Bohrung des Meßklotzes I hindurchragt. Das Gerät wird so an den Prüfling
angtesetzt, daß der schräge Teil des MZeßklotzes an dem Kegelmantel anliegt, während
die untere Fläche auf der verlängerten Zylinderbasis aufliegt. Der Meßklotz I stellt
nun die Gerade A-B nach Fig. I dar. Der Taststift 7 des Prüftasters 8 mißt bzw.
prüft den Abstand des Meßklotzes von der Mantelfläche des Zylinders, d.h. also er
mißt das Maß b nach Fig. 1. Je nach der Größe dieses Abstandes zeigt der Prüftaster
einen Ausschlag an.
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Die Größe dieses Ausschlages ist ein Maß für die Abweichung der Zylinderhöhe
a nach Fig. I.
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Es läßt sich 1diese Meßvorrichtung auch mit einem Gerät iur gleichzeitigen
Prüfung des Durchmessers des Zylinders kombinieren. Fig. 3 zeigt in Ansicht von
oben ein solches Gerät, während Fig. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 ist.
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Der Mleßklotz I ist an dem zweiarmigen Hebel 3 (Fig. 3) angebracht.
Dieser Hebel ist bei 4 an einem Bügel 5 gelagert. Der Hebelarm 6 drückt auf den
Taststift 7 des Prüftasters 8. Der Meßklotz I weist eine Bohrung oder Schlitz auf,
durch welche der Meßamboß 9 hindurchgeht. Dieser Meßamboß g sitzt fest an dem Bügel
5. Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist der Hebel 3 mit axialem Spiel gelagert.
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Der Bügel 5 ist durch eine Blattfeder IO an einer festen Stütze II
angelenkt. Die Stütze II steht auf einem Gruntd1brett I2. Dieses Grundbrett dient
gleichzeitig als Auflage für den Prüfling. In dem Bügel 5 ist dem Amboß g gegenüber
ein zweiter Prüftaster I3 mit Taststift 14 angebracht. Schiebt man in dieses Gerät
den Prüfling, so legt sich der Amboß g gegen den Zylinder des Prüflings, während
der Taststift 14 des Prüftasters I3 den Durch messer des Zylinders mißt. Durch die
Tastkraft des Tasters 7 des Prüftasters 8 wird der zweiarmige Hebel 3 und mit ihm
der Meßklotz 1 gegen den Prüfling gedrückt, so daß die Anschrägung 2 (Fig. 2) sich
gegen den Kegelmantel legt, während der untere Teil des Meßklotzes sich infolge
des axialen Spiels des Hebels 3 auf die verlängerte Basis des Zylinders aufsetzt.
Es ergeben sich hier die gleichen Verhältnisse wie bei rdér Vorrichtung nach Fig.
2, d. h. es wird der Unterschied des Ambosses g zu dem Meßklotz I als Meßwert angezeigt.
Dieser Meßwert gibt nach Fig. I das Maß für dieZylinderhöhe a.