DE9213322U1

DE9213322U1 - Centering and alignment device on bore measuring devices

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Publication number: DE9213322U1
Application number: DE9213322U
Authority: DE
Original assignee: Oskar Schwenk & Co Kg 7012 Fellbach De GmbH
Current assignee: Oskar Schwenk & Co Kg 7012 Fellbach De GmbH
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1992-11-26
Anticipated expiration: 2002-10-06

Description

O. SCHWENK KG U 200.589O. SCHWENK KG U 200.589

Zentrier- und Ausrichteinrichtung an Bohrungsmeßgeräten Centering and alignment device on bore measuring devices

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Zentrier- und Ausrichteinrichtung an Bohrungsmeßgeräten, der aus der DD-WPS 46.545 bekannten Art gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Die Zentriereinheit der Zentriereinrichtung des bekannten gattungsbestimmenden Bohrungsmeßgerätes, das nicht mit einer den Kippfehler beseitigenden Ausrichteinrichtung versehen ist, besteht aus einer Zentrierbrücke (13) mit zwei endseitigen Zentrierpunkten (28), deren Verbindungsgerade in der Brücke verläuft und die bohrungsachsparallele Längsachse des Tragrohres sowie die Meßachse senkrecht kreuzt bzw. schneidet.The invention relates to a centering and alignment device on bore measuring devices of the type known from DD-WPS 46.545 according to the preamble of claim 1. The centering unit of the centering device of the known bore measuring device of the generic type, which is not provided with an alignment device that eliminates the tilting error, consists of a centering bridge (13) with two end-side centering points (28), the connecting line of which runs in the bridge and vertically crosses or intersects the longitudinal axis of the support tube parallel to the bore axis and the measuring axis.

Nachteilig ist an dem bekannten Bohrungsmeßgerät mit Zentriereinrichtung wie schon angedeutet, daß letztere den methodischen Kippfehler beim Anordnen des Bohrungsmeßgerätes in der zu messenden Bohrung nicht verhindern kann und deshalb zu fehlerhaften Meßergebnissen führen muß.As already mentioned, the disadvantage of the known bore measuring device with centering device is that the latter cannot prevent the methodical tilting error when arranging the bore measuring device in the bore to be measured and therefore must lead to incorrect measurement results.

Der Erfindung Liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine diesen Nachteil vermeidende Zentrier- und Ausrichteinrichtung an Bohrungsmeßgeräten zu schaffen, welche das damit versehene Bohrungsmeßgerät einwandfrei positioniert, ohne daß dazu besondere zusätzliche Hilfsmittel erforderlich wären.The invention is therefore based on the object of creating a centering and alignment device on bore measuring devices which avoids this disadvantage and which positions the bore measuring device provided therewith perfectly without the need for special additional aids.

Diese Aufgabe ist durch die als SCA (se I f-cent ering-a I ignment) Schuh bezeichenbare Einrichtung nach Anspruch 1 offenbar gelöst, da nun im Vergleich mit dem bekannten Bohrungsmeßgerät mit Zentriereinrichtung sozusagen zwei Zentrierbrücken in bohrungsaxialem Abstand voneinander vorhanden sind, die den bisherigen Kippfehler beim Ausrichten des Bohrungsmeßgerätes auf die Längsachse der zu messenden Bohrung vorteilhaft ausschließen. This task is obviously solved by the device according to claim 1, which can be referred to as an SCA (se I f-cent ering-a I ignment) shoe, since, in comparison with the known bore measuring device with a centering device, there are now two centering bridges at a distance from each other along the axis of the bore, which advantageously eliminate the previous tilting error when aligning the bore measuring device with the longitudinal axis of the bore to be measured.

Es ist zwar aus der DE 40 31 490 A1 ein Bohrungsmeßgerät mit einer kombinierten Zentrier- und Ausrichteinrichtung (Figur 6) bekannt, deren Zentriereinheit mit vier ein Quadrat bildenden Zentrierpunk ten in einer boh rungs radia L en Ebene sozusagen unendlich oft vorhanden ist, da vier gleichmäßig auf den Bohrungsumfang verteilte Kufen der Zentrier- und Ausrichteinrichtung eine bohrungsachspara I le I e Erstreckung aufweisen. - Solche Zentrier- und Ausrichtei&eegr;richtungen mit Kufen sind aber nicht für relativ kurze Bohrungen bestimmt und geeignet.A bore measuring device with a combined centering and alignment device (Figure 6) is known from DE 40 31 490 A1, the centering unit of which with four centering points forming a square in a bore-radial plane is present infinitely often, so to speak, since four runners of the centering and alignment device, evenly distributed around the circumference of the bore, have an extension parallel to the bore axis. - However, such centering and alignment devices with runners are not intended or suitable for relatively short bores.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung können die vier Zentrierpunkte durch je eine Kugelkappe gebildet sein, deren Krümmung so stark ist, daß sich ein die Bohrungswandung verschmutzendes Material (Späne und Reste eines öl-oder Kühlflüssigkeitsfilmes) verdrängender Anlagedruck ergibt. Diese Kugelkappen können natürlich Teile von nahezu vollständig ausgebildeten Kugeln sein.In the device according to the invention, the four centering points can each be formed by a spherical cap, the curvature of which is so strong that a contact pressure is created which displaces material that contaminates the bore wall (chips and residues of an oil or coolant film). These spherical caps can of course be parts of almost completely formed spheres.

Die die Zentrierpunkte bildenden Kugelkappen sollten deshalb aus verschleißfestem Material bestehen, beispielsweise aus titanbeschichtetem Stahl- oder Hartmetall-Werkstoff.The ball caps forming the centering points should therefore be made of wear-resistant material, for example titanium-coated steel or hard metal material.

Falls die erfindungsgemäße Einrichtung mit einer die Zentriereinheit radial beaufschlagenden Feder am Tragrohr-Ansatz versehen ist wie die Zentriereinheit gemäß DD-WPS 46.545, kann die bohrungsaxiale Entfernung der zwei ausrichtenden Paare von Zentrierpunkten in den beiden Radialebenen voneinander, also deren senkrechter Abstand so gewählt werden, daß das Kippen des Tragrohres aus der Bohrungsachse heraus manuell spürbar ist. Gegebenenfalls ist das Ausrichten des Bohrungsmeßgerätes mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung ohne weiteres feinfühlig durchführbar.If the device according to the invention is provided with a spring on the support tube attachment that radially loads the centering unit, like the centering unit according to DD-WPS 46.545, the bore-axial distance of the two aligning pairs of centering points in the two radial planes from each other, i.e. their vertical distance, can be selected such that the tilting of the support tube out of the bore axis can be felt manually. If necessary, the alignment of the bore measuring device can be carried out easily and sensitively using the device according to the invention.

Die Zentriereinheit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann eine rechteckige Platte mit einer vom Tragrohr-Ansatz radial geführten Hülse als Träger einer aufgeschobenen Schraubenfeder aufweisen, die sich einerseits an der Platte und andererseits an einem Außenbund des Ansatzes abstützt; wobei die vier Zentrierpunk te in den Ecken der Platte angeordnet sind, so daß alle Zentrierpunkte gleichzeitig sicher an derThe centering unit of the device according to the invention can have a rectangular plate with a sleeve guided radially from the support tube attachment as a carrier of a pushed-on helical spring, which is supported on the one hand on the plate and on the other hand on an outer collar of the attachment; the four centering points are arranged in the corners of the plate so that all centering points are simultaneously securely attached to the

Boh rungs wandung anliegen, falls das Bohrungsmeßgerät korrekt ausgerichtet ist, ohne daß das Ausrichten selbst dadurch behindert würde.bore wall if the bore gauge is correctly aligned, without this hindering the alignment itself.

Im folgenden ist die Erfindung anhand einer durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrier- und Ausrichteinrichtung für ein Bohrungsmeßgerät in Verbindung mit diesem im einzelnen erläutert. Es zeigen schematisch:In the following, the invention is explained in detail using an embodiment of the centering and alignment device according to the invention for a bore measuring device in connection with the latter, which is shown by way of example in the drawing. The diagrams show:

Fig. 1a und 2aFig. 1a and 2a

sowieas well as

Fig. 1b und 2bFig. 1b and 2b

DabeiIncluded

Fig. 1a und 1bFig. 1a and 1b

undand

Fig. 2a und 2bFig. 2a and 2b

einen Radial- bzw. Axialschnitt durch die kreisrunde Bohrung, deren Durchmesser zu bestimmen ist,a radial or axial section through the circular hole, the diameter of which is to be determined,

eine Stirn- bzw. Seitenansicht des Bohrungsmeßgerätes mit Zentrier- und Ausrichtei&eegr;richtung im Einsatz.a front or side view of the bore measuring device with centering and alignment device in use.

das theoretische bzw. praktische Zentrieren the theoretical or practical centering

das theoretische bzw. praktische Ausrichten. the theoretical or practical orientation.

Ein Bohrungsmeßgerät 10 weist ein in die zu messende Bohrung achsparallel einführbares Tragrohr 12 und einen an dessen vorderem Ende befestigten quer I iegenden Ansatz 14 auf, bei dem es sich ebenfalls um ein Rohr handelt, in dem ein senkrecht zur Bohrungsachse angeordneter Meßbolzen 16 längs der Meßachse verschieb I ich zentral gelagert ist. Die radiale Bewegung des Meßbolzens 16 wird mittels einer nicht gezeigten 90 -Umlenkung an derjenigen Stelle, an welcher der Ansatz außermittig am Tragrohr 12 befestigt ist, auf oder von einem zentral im Tragrohr 12 gelagerten, ebenfalls nicht gezeigten Stab übertragen, der beispielsweise eine Meßuhr beaufschlagt. Der Meßbolzen 16 ragt am einen Ende des Ansatzes aus diesem heraus und berührt dort mit seinem Meßpunkt K1 die Bohrungswandung an einer Stelle, deren diametrale Stelle vom Gegenpunkt K2 einer Kugelkappe 18 berührt wird, die am anderen Ende des Ansatzes 14 angebracht ist. - Insoweit können mögliche Einzelheiten und Varianten des Bchrungsmeß-A bore measuring device 10 has a support tube 12 that can be inserted parallel to the axis of the bore to be measured and a transverse extension 14 attached to its front end, which is also a tube in which a measuring bolt 16 arranged perpendicular to the bore axis is centrally mounted so as to be displaceable along the measuring axis. The radial movement of the measuring bolt 16 is transmitted by means of a 90° deflection (not shown) at the point at which the extension is attached eccentrically to the support tube 12 to or from a rod (also not shown) that is centrally mounted in the support tube 12 and which acts on a dial gauge, for example. The measuring bolt 16 protrudes from one end of the extension and touches the bore wall with its measuring point K1 at a point whose diametrical point is touched by the counterpoint K2 of a ball cap 18 that is attached to the other end of the extension 14. - In this respect, possible details and variants of the bore measuring device can be

gerätes der DD-WPS 46.545 entnommen werden.device can be found in DD-WPS 46.545.

In Übereinstimmung mit der hieraus bekannten Zentrier- und Ausrichtei&eegr;richtung am Bohrungsmeßgerät bes-itzt die erfindungsgemäße Einrichtung eine am Ansatz 14 geführte, gefederte Zentriereinheit 20, die aber erfindungsgemäß zwei Paare von Zentrierpunkten Z1, Z2, Z3 und Z4 zur Berührung der Bohrungswandung in 4 Stützpunkten derselben aufweist. Diese die Ecken eines je nach Bohrungsdurchmesser unterschiedlich großen Rechteckes besetzenden, also wandernden Zentrierpunkte Z befinden sich an je einer von vier fast vollständig ausgebildeten Kugeln 22 der Zentriereinheit, die außerdem eine rechteckige, planparallele Platte 24 aufweist, deren vier Ecken auf einer Plattenseite mit je einer der vier Kugeln besetzt sind und deren Zentrum in einer Bohrung 26 den kreiszylindrischen Ansatz 14 aufnimmt, der auf der anderen Plattenseite am Tragrohr 12 einen festsitzenden Außenbund 28 trägt, an dem sich eine Schraubenfeder 30 abstützt, welche die der kuge I be set&zgr;ten Plattenseite abgekehrte, dem Tragrohr 12 zugewandte Plattenseite beaufschlagt und dabei auf einer zur Bohrung 26 kolinearen Hülse 32 sitzt, die an der Platte 24 befestigt ist. Dabei ist die minimale Länge der Schraubenfeder 30 größer als die Länge der Hülse 32, solange der kleinste meßbare Durchmesser nicht unterschritten wird, bei welchem die Hülse 32 am Außenbund 28 anschlägt. - Soviel zum Aufbau der Zentriereinheit 20.In accordance with the centering and alignment device on the bore measuring device known from this, the device according to the invention has a spring-loaded centering unit 20 guided on the attachment 14, which, however, according to the invention has two pairs of centering points Z1, Z2, Z3 and Z4 for contacting the bore wall at 4 support points thereof. These centering points Z occupy the corners of a rectangle of different sizes depending on the bore diameter, i.e. move around, and are located on each of four almost completely formed balls 22 of the centering unit, which also has a rectangular, plane-parallel plate 24, the four corners of which are occupied by one of the four balls on one side of the plate and the center of which receives the circular-cylindrical projection 14 in a bore 26, which on the other side of the plate has a fixed outer collar 28 on the support tube 12, on which a helical spring 30 is supported, which acts on the side of the plate facing away from the ball I and facing the support tube 12 and is seated on a sleeve 32 which is colinear with the bore 26 and which is attached to the plate 24. The minimum length of the coil spring 30 is greater than the length of the sleeve 32, as long as the smallest measurable diameter is not exceeded at which the sleeve 32 strikes the outer collar 28. - So much for the structure of the centering unit 20.

Zwecks Zentrierung der Meßachse K1-K2 des Bohrungsmeßgerätes 10 in der radialen Meßebene (Figur 1a) muß die Meßachse mit dem zu messenden Bohrungsdurchmesser A-B zusammenfallen. Damit dies geschieht wird die Meßachse zunächst zufällig längs der Kreissehne A-B orientiert, danach längs der Kreissehne A-G und schließlich längs der Kreissehne A-F, wobei am Meßgerät ein Umkehrpunkt angezeigt wird, in dem sich die Meßachse längs des gesuchten Bohrungsdurchmessers A-B erstreckt. - Dabei ist vorausgesetzt, daß die Meßachse während des Zentrierens die Boh rungs I ängsachse stets senkrecht kreuzt und schließlich im Punkt M schneidet.In order to center the measuring axis K1-K2 of the bore measuring device 10 in the radial measuring plane (Figure 1a), the measuring axis must coincide with the bore diameter A-B to be measured. To do this, the measuring axis is first randomly oriented along the chord A-B, then along the chord A-G and finally along the chord A-F, whereby a turning point is displayed on the measuring device at which the measuring axis extends along the desired bore diameter A-B. - It is assumed that the measuring axis always crosses the bore longitudinal axis vertically during centering and finally intersects it at point M.

Diese Voraussetzung schafft die erfindungsgemäße Ausrichtung mittels der vier Kugeln 22 und ihrer variablen Zentrierpunkte Z. Zwecks Ausrichtung der Meßachse K1-K2 des Bohrungsmeßgerätes 10 in der axialen Meßebene (Figur 2a) muß die Meßachse wiederum mit dem zu messenden Bohrungsdurchmesser A-B zusammenfallen. Damit dies geschieht wird die Meßachse zunächst zufällig längs der Ellipsenachse A-H orientiert, danach längs der Ellipsenachse A-J, wobei im Umkehrpunkt der Gerätanzeige der gesuchte Bohrungsdurchmesser A-B belegt ist.This requirement is created by the alignment according to the invention by means of the four balls 22 and their variable centering points Z. In order to align the measuring axis K1-K2 of the bore measuring device 10 in the axial measuring plane (Figure 2a), the measuring axis must again coincide with the bore diameter A-B to be measured. In order for this to happen, the measuring axis is first randomly oriented along the ellipse axis A-H, then along the ellipse axis A-J, whereby the required bore diameter A-B is occupied at the reversal point of the device display.

Dank der Schraubenfeder 30 geschieht dies bei exakt zylindrischen Bohrungen von selbst, wenn nach dem Eintritt der Kugeln 22 in die zu messende Bohrung auf das Tragrohr 12 keine dieses auslenkenden Kräfte ausgeübt werden. Es braucht dann nur noch durch Bewegen des Tragrohres 12 auf einem in der radialen Meßebene liegenden Kreisbogen um den Meßpunkt K1 = A als Mittelpunkt zentriert zu werden.Thanks to the helical spring 30, this happens automatically in the case of precisely cylindrical bores if, after the balls 22 have entered the bore to be measured, no forces are exerted on the support tube 12 that would deflect it. It then only needs to be centered by moving the support tube 12 on an arc lying in the radial measuring plane around the measuring point K1 = A as the center point.

Praktisch überlagern sich das Zentrieren in der Radialebene/in die Axialebene und das Ausrichten in der Axialebene/ in die Radialebene der zu messenden kreiszylindrischen Boh rung.In practice, the centering in the radial plane/in the axial plane and the alignment in the axial plane/in the radial plane of the circular cylindrical bore to be measured overlap.

Claims

O. Schwenk KG // 200,589 claims

1.) Centering and alignment device on bore measuring devices (10) for radially measuring the diameter (A-B) of a circular bore by means of two diametrical contact bodies (16 and 18), each of which has a measuring or counter point (K1 or K2), which are arranged on a radial measuring axis (K1-K2), and at least one of which is arranged radially movable in a transverse extension (14) at the inner end of a support tube (12) which can be inserted into the bore to be measured in an axially parallel manner and is subjected to a measuring or restoring force; with a centering unit (20) arranged so as to be displaceable along the extension (14) with at least one pair of centering points (Z) for touching the bore wall in two support points (C and D) which lie on a centering chord (C-D) of a bore intersection circle, which cuts or crosses the measuring axis (K1-K2) perpendicularly, characterized in that two pairs of four centering points (Z) forming a rectangle are provided in a plane parallel to the bore axis and two different radial planes, whereby the measuring axis (K1-K2) penetrates the centering point rectangle in the middle.

2.)- Device according to claim 1, characterized in that the four centering points (Z) are each formed by a spherical cap, the curvature of which is so strong that a contact pressure is created which displaces material contaminating the bore wall.

3.) Device according to claim 2, characterized in that the ball caps are made of wear-resistant material.

4.) Device according to one of claims 1 to 3, with a spring (30) radially acting on the centering unit (20) on the support tube attachment (14), characterized in that the bore-axial distance of the two aligning

Pairs of centering points (Z1 and Z2 or Z3 and Z4) in the two radial planes from each other, i.e. their vertical distance is selected such that the tilting of the support tube (12) out of the bore axis can be manually felt.

5.) Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the centering unit (20) has a rectangular plate (24) with a sleeve (32) guided radially from the support tube extension (14) as a carrier of a pushed-on helical spring (30) which is supported on the one hand on the plate (24) and on the other hand on an outer collar (28) of the extension (14); the four centering points (Z) are arranged in the corners of the plate (24).