DE872870C - Vorrichtung zum Messen und Pruefen von zylindrischen und konischen Bohrungen und Innengewinden - Google Patents

Vorrichtung zum Messen und Pruefen von zylindrischen und konischen Bohrungen und Innengewinden

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DE872870C
DE872870C DEH4576A DEH0004576A DE872870C DE 872870 C DE872870 C DE 872870C DE H4576 A DEH4576 A DE H4576A DE H0004576 A DEH0004576 A DE H0004576A DE 872870 C DE872870 C DE 872870C
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Germany
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measuring
shaft
shafts
friction
scale
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Expired
Application number
DEH4576A
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English (en)
Inventor
Paul Middeler
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WERKZEUGE
Hahn and Kolb GmbH and Co
Original Assignee
WERKZEUGE
Hahn and Kolb GmbH and Co
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00Instruments as specified in the subgroups and characterised by the use of mechanical measuring means
    • G01B3/46Plug gauges for internal dimensions with engaging surfaces which are at a fixed distance, although they may be preadjustable
    • G01B3/48Plug gauges for internal dimensions with engaging surfaces which are at a fixed distance, although they may be preadjustable for internal screw-threads

Description

  • Vorrichtung zum Messen und Prüfen von zylindrischen und konischen Bohrungen und Innengewinden Das Prüfen von konischen Bohrungen, z. B. bei Morsekegelhülsen, erfolgte bisher in der Regel mit konischen Lehrdornen, deren Eindringtiefe einen Anhalt für die Durchmessertoleranzen gibt. Die Konizität und die Rundheit der Bohrung wurden durch Tuschieren des Lehrdorns geprüft. Dieses Prüfen mittels Lehrdorne war jedoch nur eine Gesamtprüfung und gestattete nur bei verhältnismäßig kleinen Abweichungen das Abschätzen von einzelnen Fehlern.
  • Wenn man aber eine konische Bohrung einwandfrei messen will, müssen drei verschiedene Messungen getrennt voneinander durchgeführt werden, nämlich erstens eine Prüfung der Rundheit der Bohrung an mehreren Stellen verschiedenen Durchmessers, zweitens ein Messen der Konizität der Bohrung, die aus der Differenz zweier in verschiedenen otlerschnittsebenen liegender Durchmesser und dem Axialabstand der beiden Meßebene ermittelt wird, und drittens das Messen eines Durchmessers in einem bestimmten Axialabstand von der Stirnfläche der Bohrung.
  • Die den Gegenstand der Erfindung bildende Meßvorrichtung ermöglicht diese drei Messungen und ebenso das Messen und Prüfen zylindrischer Bohrungen ohne die Zuhilfenahme eines weiteren Meßgerätes und ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Führungsgehäuse zwei durch einen festen Axialabstand voneinander getrennte Gruppen von Meßbolzen vorgesehen sind, wobei die Meßbolzen jeder Gruppe in einer gemeinsamen Meßebene angeordnet und mittels einer ihnen zugeordneten gemeinsamen Verstellvorrichtung radial verstellbar sind. Die Erfindung besteht ferner darin, daß die Radialverstellung der Meßbolzen durch in ihrer Meßebene angeordnete Kurvenscheiben erfolgt, wobei deren Drehwinkel als Ablesemaß für die Radialbewegung der Meßbolzen dient. Der Antrieb der Kurvenscheiben.erfolgt erfindungsgemäß durch zwei gleichachsig angeordnete Wellen; deren äußere Enden durch einen gemeinsamen Reibantrieb angetrieben werden können. Vorzugsweise sind die mit den Wellen verbundenen Reibflächen als Kreissektoren gleicher Abmessungen ausgebildet und liegen in der Ebene einer gemeinsamen Reibscheibe, so daß auf jede Kurvenscheibe das gleiche Drehmoment übertragen, bei dem durch Festhalten der Antriebswelle oder durch den Anschlag der Meßbolzen erzwungenen Stillstand einer Kurvenscheibe aber die weitere Verdrehung der anderen Kurvenscheibe bis zum Anschlag ihrer Meßbolzen nicht behindert wird.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung an einer beispielsweisen Ausführungsform veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch die gesamte Meßvorrichtung nach den Linien 1-1 der Fig. 2 und 4, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. I, Fig. 3 eine Ansicht des Einstellkopfes, Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 einen Axialschnitt durch das untere Ende der mit einer mehrteiligen Kurvenscheibe versehenen Meßvorrichtung nach Linie V-V der Fig. 6, Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5, Fig. 7 eine schematische Darstellung des an einer Kegelfläche anliegenden Tastkopfes eines Meßbolzens in größerem Maßstab.
  • Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung besteht aus einem schaftförmigen Gehäuse 1, in dessen in der Zeichnung unten dargestelltem Teil zwei Gruppen von Meßbolzen 2 bzw. 3 angeordnet sind. Die Meßbolzen jeder Gruppe sind in einer gemeinsamen Meßebene angeordnet und in radialen Gehäusebohrungen 40 geführt (Fig. 2). Die Meßbolzen sind an ihren äußeren Enden mit Tastköpfen 4 versehen, die im Fall der Messung -von Bohrungen die Gestalt von Kugelkalotten (Fig. I, 2, 5, 6 und 7) haben, im Fall der Messung von Innengewinden dagegen schneidenförmig gestaltet sind. Die Meßebenen der beiden Meßbolzengruppen sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen festen Axialabstand A- voneinander getrennt (Fig. I), der beim Messen von Innengewinden ein Vielfaches der Gewindesteigung beträgt. Jeder Meßbolzen 2 bzw. 3 wird - durch eine im Gehäuse I gelagerte GDruckfeder- 5 mit seinem inneren Ende gegen den Umfang einer Kurvenscheibe gedrückt, welche erfindungsgemäß zur radialen Verstellung der Meßbolzen dient. Bei dem in den Fig. I und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jede Meßbolzengruppe nur eine einzige - Kurvenscheibe 6 bzw. 7 vorgesehen, während bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel für jeden Meßbolzen eine eigene Kurvenscheibe 8, 9, 10 vorgesehen ist, um bei gleichbleibendem Drehwinkel der Anzeigevorrichtung den Hub der Meßbolzen oder bei gleichbleibendem Hub der Meßbolzen den Drehwinkel der Anzeigevorrichtung zu vergrößern.
  • Der Antrieb der Kurvenscheiben jeder Meßbolzengruppe erfolgt durch je eine Welle II bzw. 12, mit deren unterem Ende die Kurvenscheiben verkeilt sind. Die beiden Wellen II und 12 sind in dem Gehäuse I gleichachsig angeordnet, und zwar ist die Welle 12 als Hohlwelle ausgebildet, die von der Welle II durchdrungen wird. Die Wellen I I und 12 können durch Druckschrauben I3 und 14 unabhängig voneinander in dem Gehäuse 1 gegen Drehung festgestellt werden. Jede der beiden Wellen II bzw. I2 ist an ihrem oberen Ende mit einer Reibfläche 15 bzw. I6 verbunden, welche als Kreisringsektoren ausgebildet sind und gleiche Abmessungen (Radien und Bogenmaße) haben (Fig. 1 und 4). An Stelle der Kreisringsektoren sind natürlich auch Kegelsektoren oder genutete Flächen möglich. Die zu der Welle II gehörende Reibfläche I5 bildet einen Teil einer von der Welle getrennten Speiche I7, deren Nabe I8 durch einen Keil 19 auf einem Stirnzapfen 20 der Welle II befestigt ist.
  • Das äußere Ende der Speiche I7 trägt gleichachsig zu dem Wellenzapfen 20 einen ringförmigen Radkranz 2I (Fig. I und 4), der als Träger für eine Skalentrommel 22 dient. Die Skalentrommel 22 ist auf ihm verdrehbar gelagert und kann durch eine Klemmschraube 23 festgestellt werden. Die zweite Reibfläche I6 bildet ein Stück mit ihrer Welle 12.
  • Sie ist als nockenartiger Ansatz auf der oberen Stirnfläche einer kreisringförmigen Endscheibe 24 der Hohlwelle 12 angeordnet. Die Scheibe 24 hat den gleichen Durchmesser wie der Kranz 21 und trägt wie dieser eine Skalentrommel 25, die auf dem Scheibenumfang verdrehbar und mittels einer Klemmschraube 26 feststellbar gelagert ist. Wenn man die Wellen II und I2 um ihre gemeinsame Mittelachse dreht, dann werden die mit den Wellen verbundenen Kurvenscheiben 6 und 7 sowie die Skalentrommeln 22 und 25 mitgedreht. Dabei gibt der auf den Skalentrommeln gegenüber einer am Gehäuse 1 angebrachten Nullmarke 27 ablesbare Drehwinkel das Maß der Radialbewegung der Meßbolzen 2 und 3 an, das entweder zur Feststellung der Durchmesser in den beiden Meßebenen oder unter Auswertung der Differenz der beiden Skalenstellungen die Steigung der zu messenden kegelförmigen Bohrung angibt. Zum Antrieb der beiden Wellen II und I2 dient eine Reibscheibe 28 (Fig. I), die gleichachsig zu den Wellen auf dem Stirnzapfen 20 der Mittelwelle II lose drehbar gelagert ist und durch eine in ihrem Griffansatz 29 geführte Druckfeder 30 gegen die mit den Wellen verbundenen und in einer einzigen Ebene liegenden Reibfiächen 15 und I6 gepreßt wird.
  • Dreht man die Reibscheibe 28 mittels ihres Griffes 29 um den Wellenzapfen 20, so wird das auf sie wirkende Drehmoment in gleicher Stärke auf die beiden Reibflächen I5, I6 bzw. auf die mit ihnen verbundenen Wellen II, 12 übertragen. Wird nun eine der beiden Wellen II oder 12 durch Festklemmen der Druckschraube I3 bzw. 14 oder durch das Anschlagen der von der Welle betätigten Meßbolzen 2 bzw. 3 an der Drehung verhindert, so kann die zweite Welle 12 bzw. II trotzdem durch die Reibscheibe 28 bis zum Anschlag ihrer Meßbolzen 3 bzw. 2 an der Wand der zu messenden Bohrung weitergedreht werden, wobei die Reibscheibe 28 über die festgehaltene Reibfläche 15 oder I6 hinweggleitet. Das Gehäuse I, das unten durch eine Bodenplatte 31 verschlossen wird (Fig. I und 4), ist mit einem kurzen Außengewinde 32 versehen, auf dem ein Anschlagring 33 verschraubt und mittels einer Spannschraube 34 festgestellt werden kann. Der Anschlagring 33, der beim Messen auf der Stirnfläche der zu messenden Bohrung aufliegt, kann durch Verschrauben auf dem Gewinde 32 höher oder tiefer gestellt werden, um dadurch den Abstand H der Meßbolzen 2 bzw. 3 vom Anfang der zu messenden Bohrung größer oder kleiner zu machen.
  • Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann in folgender Weise angewandt werden: I. Prüfen der Bohrungen auf Rundheit Die Vorrichtung wird bei beliebig eingestelltem Anschlagring 33 in die zu prüfende Bohrung eingeführt, bis der Ring auf der Stirnfläche der Bohrung aufliegt (Fig. I). Dann wird die Reibscheibe 28 mittels ihres Griffes 29 so lange gedreht, bis die Meßbolzen 2 und 3 an der Wand der Bohrung sicher zur Anlage gekommen sind. Dann werden die beiden Skalentrommeln 22 und 25 gelöst und so verdreht, daß ihre Nullmarken mit der Gehäusenullmarke 27 übereinstimmen. Stellt man nun die Meßbolzen zurück und wiederholt die Messung, nachdem man die Vorrichtung in der Bohrung um einen bestimmten Winkel, z. B. 450, 900 usw., verdreht hat, so müssen die Skalen in ihrer Endstellung wieder auf Null stehen, wenn die Bohrung genau rund ist. Andernfalls kann man an den Skalen das Maß der Unrundheit feststellen. Nach Verstellen des Anschlagrings 33 kann die Messung an anderen Stellen der Bohrung wiederholt werden.
  • 2. Prüfen des Kegelwinkels (Konizität) einer Bohrung Die Meßvorrichtung wird mit einer Innenkegellehre bis zum Anschlag der Meßbolzen an der Wandung der Lehre eingestellt. Dann werden die beiden Skalen 22, 25 mit der Nullmarke 27 zur Übereinstimmung gebracht und festgestellt. Beim Prüfen einer Konusbohrung zeigen sich dann etwaige Abweichungen von der Konizität an den Abweichungen der Skalen von der Nullmarke 27.
  • 3. Messen des Kegelwinkels (Konizität) einer Bohrung Die Meßvorrichtung wird mit Hilfe zylindrischer Einstellringe auf einen festen Durchmesser eingestellt. Hierauf werden die Skalen 22, 25 mit der Nullmarke 27 in Übereinstimmung gebracht. Dann wird die so vorbereitete Vorrichtung in die zu messende Bohrung eingeführt und die Meßbolzen 2 und 3 durch Drehen der Reibscheibe 28 zur Anlage an die Wand der Bohrung gebracht. Aus der Differenz der beiden Skalen und dem festen Abstand=4 der beiden Meßebenen kann dann die Tangensfunktion des halben Spitzwinkels festgestellt und dieser selbst ermittelt werden.
  • 4. Messen von Durchmessern an zylindrischen Bohrungen In diesem Fall kann man eine der beiden Wellen, z. B. die Welle I2, mittels der zugehörigen Druckschraube 14 feststellen und die Meßbolzen 2 an der Wandung eines zylindrischen Einstellrings (Lehre) zur Anlage bringen. Dann wird die Skala 22 auf Null gestellt und die Vorrichtung in die zu messende Bohrung eingeführt. Durch Ablesen der Skala 22 kann man dann die absolute Größe des Durchmessers der Bohrung feststellen.
  • 5. Messen von Durchmessern an konischen Bohrungen Auch in diesem Fall werden die beiden Meßbolzengruppen mit Hilfe von zylindrischen Einstellringen auf bestimmte Werte eingestellt. Bei dieser Einstellung muß aber berücksichtigt werden, daß der Tastkopf 4 der Meßbolzen in der zylindrischen Bohrung des Einstellrings mit seinem Scheitel, in der konischen Bohrung aber in einem Punkt P seiner Oberfläche zur Anlage kommt, der auf einem Durchmesser liegt, welcher von dem wahren, in der Meßebene liegenden Durchmesser um so stärker abweicht, je größer der Spitzenwinkel ß- der konischen Bohrung ist (Fig. 7). Da nun erfindungsgemäß der Tastkopf 4 der Meßbolzen die Gestalt einer Kugelkalotte hat, kann man die Abweichung f (Fig. 7) des in der durch den Kugelmittelpunkt gehenden Meßebene liegenden wahren Durchmessers von der mit dem zylindrischen Einstellring gewonnenen Einstellung ohne weiteres aus der Beziehung errechnen, worin p der Spitzenwinkel der konischen Bohrung und r der Halbmesser der Kugelkalotte 4 ist. Der Korrekturwert f kann daher als Funktion des Spitzenwinkels ß in einer Tabelle zusammengefaßt und für jeden Wert von ß aus dieser Tabelle abgelesen werden. Man wird dann bei der Messung konischer Bohrungen zuerst die beiden Meßbolzengruppen mittels eines zylindrischen Einstellrings auf Anlagemaß einstellen und dann die beiden Skalen 22, 25 um das aus der Tabelle abgelesene Korrekturmaß f über die Nullmarke 27 hinaus einstellen, worauf man mittels der in die konische Bohrung eingeführten Meßvorrichtung das absolute Maß zweier Durchmesser feststellen kann, die um das mittels des Anschlagrings 33 einstellbare Maß H bzw. H-A von der Stirnfläche der Bohrung entfernt sind. Aus diesen ge- messenen Durchmessern kann man dann auch noch andere, z. B. den größten und den kleinsten Durchmesser der Bohrung, errechnen.
  • 6. Messen konischer Gewinde Die beschriebene Vorrichtung eignet sich insbesondere auch zum Messen der Konizität konischer Gewinde. Hierbei sind die mit kugelhaubenförmigen Tastköpfen 4 versehenen Meßbolzen gegen solche mit schneidenförmigen Tastköpfen auszuwechseln, deren Schneiden an den Flanken des Gewindes zur Anlage kommen. Der axiale Abstand A der beiden Meßbolzengruppen muß dabei ein Vielfaches der Gewindesteigung betragen.
  • Wenn auch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden Meßbolzengruppen 2 und 3 durch einen festen Axialabstand voneinander getrennt sind, so ist es grundsätzlich auch möglich, den Meßbolzenabstand A z. B. durch Einlage einer oder mehrerer Abstandsringe veränderlich zu gestalten.

Claims (15)

  1. PATENTANsPRÜcHE: 1. Vorrichtung zum Messen und Prüfen von Bohrungen bzw. Innengewinden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Gehäuse (I) zwei durch einen festen Axialabstand (A) voneinander getrennte Gruppen von Meßbolzen (2 und 3) vorgesehen sind und die Meßbolzen jeder Gruppe in einer gemeinsamen Meßebene angeordnet und mittels einer ihnen zugeordneten Verstellvorrichtung (6 bzw. 7) radial verstellbar geführt sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) der beiden Meßebene, beim Messen von Gewinden ein Vielfaches der Gewindesteigung beträgt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialverstellung der Meßbolzen durch Kurvenscheiben (6, 7 oder 8, 9, Io) erfolgt, deren Drehachse senkrecht zur Meßebene angeordnet ist und deren Drehwinkel als Ablesemaß für die Linearbewegung der Meßbolzen dient.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheiben (6 bzw. 7) jeder der beiden Meßbolzengruppen durch eine eigene Welle (11 bzw. I2) gesondert von der Kurvenscheibe der anderen Gruppe angetrieben werden.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen (II, I2) gleichachsig ineinander angeordnet und ihre äußeren Enden mit einem gemeinsamen Reibantrieb (28) gekuppelt sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruchs, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den beiden Wellen (in bzw. I2) verbundenen Reibflächen (I5 bzw. I6) als Kreisringsektoren von unter sich gleichen Abmessungen ausgebildet sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch I, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Antriebsorgan (28) der beiden Wellen (11, I2) auf einem Ansatz (20) der Mittelwelle (11) frei drehbar gelagert ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reibflächen (15, I6) in der gleichen Ebene angeordnet sind und mit einer ebenen Reibscheibe (28) zusammenwirken.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch I und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Wellen mit einem gegenüber dem Gehäuse (1) verdrehbaren Skalenträger (22 bzw. 25) verbunden ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch I und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Skalenträger (I5, I6) als gleichachsig übereinander angeordnete Ringe gleichen Durchmessers ausgebildet sind. -
  11. II. Vorrichtung nach Anspruch I, 9 und I0, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Skalenträger (I5, I6) auf der zu ihm gehörenden Welle (in bzw. 12) drehbar, aber feststellbar gelagert ist.
  12. I2. Vorrichtung nach Anspruch I bis II, dadurch gekennzeichnet, daß der zu der Hohlwelle (12) gehörende Skalenring (25) auf einer die Reibfläche (I6) tragenden scheibenförmigen Verbreiterung (24) dieser Welle, der zu der Innenwelle (I I) gehörende Skalenring (22) aber auf einem die Reibflächen (I5, I6) umgebenden Radkranz (2I) gelagert ist, der mit seiner auf der Innenwelle befestigten Nabe (i8) nur durch einen die Reibfläche (15) tragenden Speichenarm (I7) verbunden ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch I bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Antriebswellen (II, I2) für sich gegen Drehung feststellbar ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (i) auf seiner Außenseite mit einem in axialer Richtung verstellbaren und feststellbaren Anschlagring (33) versehen ist, der die Eindringtiefe der Meßvorrichtung in die zu messende Bohrung begrenzt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbolzen (2, 3) beim Messen von Bohrungen mit kugelflächigen Tastköpfen (4) versehen sind.
DEH4576A 1950-07-16 1950-07-16 Vorrichtung zum Messen und Pruefen von zylindrischen und konischen Bohrungen und Innengewinden Expired DE872870C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1151670B (de) * 1960-12-08 1963-07-18 Kernreaktor Bau Und Betr S Ges Messvorrichtung zum axialen Ausrichten von aussen schwerzugaenglichen Rohren, Kanaelen u. dgl.
DE1164682B (de) * 1955-04-30 1964-03-05 Siemens Ag Kegellehre
DE3507646C1 (de) * 1985-03-05 1986-07-17 Anton Piller GmbH & Co KG, 3360 Osterode Innenkegel-Meßgerät

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DE3507646C1 (de) * 1985-03-05 1986-07-17 Anton Piller GmbH & Co KG, 3360 Osterode Innenkegel-Meßgerät

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