DE8916189U1 - Lehre, vorzugsweise für große Längen - Google Patents
Lehre, vorzugsweise für große LängenInfo
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Description
Lehre, vorzugsweise für große Längen "** **
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Die Erfindung betrifft eine Lehre zur Prüfung der Einhaltung von Maß-, Form- und Lagetoleranzen.
Die Lehre ist so gestaltet, daß mehrere Maße oder Maße und Formen oder Maße, Formen
und Lagen, die funktionell in Verbindung stehen, gleichzeitig erfaßt werden. Die Anwendung der
Erfindung bietet sich besonders dann an, wenn unter Produktionsbedingungen an großen Bauteilen
relativ kleine Toleranzen mit hoher Sicherheit überprüft werden müssen.
Für den Großmaschinenbau ist die vorwiegend diskontinuierliche Fertigung geometrisch definierter
Körper mit einer Vielzahl der auftretenden geometrischen Formen und Abmessungen, sehr
verschiedenen Funktionen sowie unterschiedlichen, meist relativ geringen Stückzahlen kennzeichnend.
Die Sicherung der Erzeugnisqualität erfolgt vorwiegend durch dimensionelles Prüfen, wobei
sich der Anteil der einzelnen Meßverfahren über der Länge deutlich ändert. Obgleich bei der Fertigung und beim Messen großer Bauteile keine anderen Gesetzmäßigkeiten
wie im Bereich unter 500 mm wirken, steht außer Frage, daß hier der Umfang der Einführung
moderner meßtechnischer Systeme nachhaltig durch die bekannten Besonderheiten (Stack, M.:
Messen großer Längen, In: Fertigungsmeßtechnik, Handbuch für Industrie und Wissenschaft.
Springer-Verlag, Berlin (West)-Heidelberg-New York-Tokyo 1983) beeinflußt wird. Auch deshalb
erfolgt in einigen Zweigen des Großmaschinenbaus, z. B. im Schienenfahrzeugbau, die Beherrschung
der Maß-, Form- und Lageabweichungen im erheblichen Umfang mittels Lehren bzw. Vorrichtungen. Bei letzteren, z. B. Schweiß-, Bohr- oder Montagevorrichtungen, wird allerdings
nur mittelbar eine Teile- (bzw. Baugruppen)prüfüng durchgeführt. Die eingesetzten Lehren lassen
sich grundsätzlich in Maß-, Form- und Paarungslehren einteilen, wobei entsprechend dem Verwendungszweck
weitere Untergliederungen üblich sind. Analog zum Meßmittelbau werden Lehren für große Abmessungen überwiegend vom Anwender selbst gefertigt. Dabei haben sich neben
der spangebenden Formung standardisierter Konstruktionsstähle vor allem Schweißkonstruktionen
aus Blech, Rohr, Formstahl und Stahlbaukonstruktionen eingeführt. Zudem sind, allerdings
relativ wenige, Gußkonstruktionen im Einsatz. Einzelteile der Lehren bestehen aus gezogenen
Werkstoffen, gestanzten oder tiefgezogenen Blechen. Holz, Preßstoffe oder Plastmaterialien verschiedener
Art finden im Lehrenbau zwecks Wärmeisolierung Anwendung. Unabhängig, ob die Lehre aus einem Stück gefertigt oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt
ist, sind die bislang eingesetzten Lehren für große Bauteile im allgemeinen sehr schwer. Ihre
Handhabbarkeit ist somit außerordentlich eingeschränkt. Hinzu kommt, daß zu schwere Lehren
stets das Meßgefühl und daraus folgend die Sicherheit der Prüfung beeinträchtigen, so daß seit
langem die Forderung nach größtmöglichen Leichtbau von Lehren steht (Leinweber, P.: Taschenbuch
der Längenmeßtechnik. Springer-Verlag Berlin/Göttingen/Heidelberg 1954). Andererseits
genügt bei dem üblichen Leichtbau die Steifigkeit der Lehren mit zunehmender Länge nicht den
erhöhten Anforderungen; es ist daher üblich, Maß-, Form- und Lagetoleranzen gesondert mit jeweils
speziellen Lehren bzw. Meßmitteln zu überprüfen. Zudem führen die spezifischen Umwelt-
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bedingungen beim Messen/Prüfen großer Bauteile bzw. die daraus resultierende temperaturbedingte
Unsicherheit zu einer Beeinträchtigung der Maßkonstanz konventioneller Lehren, wobei
hierfür hauptsächlich der praktisch nicht erreichbare Temperaturausgleich zwischen Prüfling und
Normal ursächlich ist.
Ziel der Erfindung ist es, eine leicht handhabbare und maßstabile Lehre zur funktioneilen Prüfung
großer Bauteile bzw. Baugruppen vorzuschlagen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lehre, vorzugsweise für große Längen, zur sicheren und
gleichzeitigen Überprüfung von Maß-, Form- und Lageabweichungen zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Grundkörper der Lehre, bevorzugt
als aufgelöste Struktur gestaltet, aus Faserverbundstrukturen unter Verwendung von Kohlenstoff-
und/oder Aramidfasern ausgeführt wird. Vorteilhafterweise sind die Fasern in Schichten unter
definierten Orientierungswinkeln (und Volumenanteile im Verbund) so angeordnet, daß sich die
Strukturen in den maß-, form- und lagebestimmenden Richtungen durch hohe Steifigkeit und einen
Längen-Temperaturkoeffizienten a = 0.10"^K" 1 auszeichnen. Die Antast- und/oder Verbindungselemente
der Lehre, die gegenüber dem faserverstärkten Grundkörper in ihren Abmessungen klein sind, bestehen bevorzugt aus Metall oder Keramik. Die erfindungsgemäße Lehre kann
auch als Bearbeitungslehre, z. B. Bohrlehre, bzw. als Vorrichtung Anwendung finden. Gravierende
Vorteile der vorgeschlagenen Lehre, die durch bekannte Optimierung des Verbundaufbaus
sehr steif ausgeführt werden kann, sind ihre gegenüber eingeführten Lehren bis zu 90 % verringerte
Masse und ihre Maßkonstanz unter praktisch allen Temperaturbedingungen.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Fig.
zeigt schematisch den Aufbau einer einfachen rahmenförrnigen Lehre.
Der Grundkörper der Lehre besteht aus dünnwandigen Rohren 1 aus faserverstärktem Plast. Die
Rohre sind im Wickelverfahren hergestellt unde aus mehreren Faserschichten aufgebaut, die zueinander
definiert (symmetrisch) angeordnet sind. Als Fasern werden hochfeste Kohlenstoffasern,
als Matrix Epoxidharz verwendet. Der Faservolumenanteil beträgt im Verbund ca. 50 %, der Faserwickelwinkel
±10°. So ergibt sich ein Längen-Temperaturkoeffizient längs der Rohre von ca.
-1. 10"6k~1. Die Rohre des Grundkörpers sind über Verbindungsstücke 2 fest miteinander verbunden.
Die Verbindungsstücke erfüllen in diesem Fall gleichzeitig die Funktion als Antastelemente
mit Antastflächen 3. Sie sind aus Stahl hergestellt und besitzen damit eine verschleißfeste Oberfläche.
Hire Längenabmessungen betragen gegenüber den Rohren des Grundkörpers max. 10 %. Die
Antastelemente 3 werden bei der Montage der Lehre entsprechend justiert. Es sind anstatt der im
Ausführungsbeispiel vorgesehenen Verklebung auch andere, wieder lösbare Verbindungsarten wie
Klemm- oder Preßverbindungen zwischen 1, 2 und 3 denkbar.
Claims (5)
- Schutzansprüche. 1. Lehre, vorzugsweise für große Längen, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Maß, Form und Lage bestimmender Grundkörper aus einer Faserverbundstruktur unter Verwendung von Kohlenstoff- und/oder Aramidfasern besteht.
- 2. Lehrenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) als aufgelöste Struktur gestaltet ist.
- 3. Lehre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundstruktur in den maß-, form- und lagebestimmenden Richtungen einen Längen-Temperaturkoeffizienten von a = 0.10-6K"1 aufweist.
- 4. Lehre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lehre gesonderte Verbindungs- und Antastelemente (2), (3) besitzt.
- 5. Lehre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungs-und Antastelemente (2), (3) aus Stahl oder Keramik bestehen und ihre Abmessungen gegenüber dem Grundkörper (1) maximal 10 % betragen.Hierzu 1 Seite Zeichnung
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