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Gerät zur Messung oder Prüfung der Änderungen einer diametralen Abmessung
eines Werkstücks, insbesondere während der Bearbeitung desselben Die Erfindung betrifft
die Vorrichtungen zur Messung oder Kontrolle der Änderungen einer Durchmesserabmessung
eines Werkstücks, worunter insbesondere der Außendurchmesser, die Bohrung, der Wert
der Exzentrizität von zwei Bohrungen, von zwei Außendurchmessern, einer Bohrung
und eines Außendurchmessers usw. zu verstehen ist, und bezieht sich im besonderen,
jedoch nicht ausschließlich, auf Vorrichtungen zur Messung oder Prüfung der Änderungen
des Durchmessers eines in der Bearbeitung begriffenen Werkstücks in einem bestimmten
Querschnitt.
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Bei Bearbeitungen, welche theoretisch Umdrehungskörper ergeben sollen
(z. B. Zylindrichschleifen kommt es häufig vor, daß man von den theoretischen Querschnitten
etwas abweichende Querschnitte erhält. Dies tritt besonders bei Werkstücken mit
einem im Vergleich zu ihrer Längs verhältnismäßig kleinen Querschnitt. bei schlecht
ausgewuchteten Werkstücken oder bei zwischen Spitzen mit fehlerhafter Zentrierung
eingespannten Werkstücken auf.
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Einer der häufigsten Fehler ist die »Ovalisierung«. Die Ovalisierung,
welche im allgemeinen zahlenmäßig durch den Unterschied zwischen dem in einem Querschnitt
gemessenen größten Durchmesser und kleinsten Durehmesser ausgedrückt wird, kann
\RTerte erreichen. welche über der zu-
lässigen Toleranz liegen.
An gewissen Maschinen sind Vorrichtungen vorhanden, welche die Vermeidung dieser
Ovalisierung ermöglichen; es ist jedoch klar, daß man diese messen können muß, wenn
man diese Vorrichtungen nur in dem unbedingt erforderlichen LIaPJe benutzen will.
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Gegenwärtig werden zur Messung von in der Bearbeitung begriffenen
Werkstücken häufig Lehren benutzt, welche zwei praktisch auf einem Durchmesser liegende
Kontakte enthalten, deren Abstandsänderungen mittels eines Anzeigegeräts gemessen
werden, welches mechanisch, pneumatisch, elektrisch usw. arbeiten kann. Diese Anzeigegeräte
können in gewissen Fällen durch Auswertung ihrer Ergebnisse eine Größenordnung der
Ovalisierung angeben. Sie gestatten jedoch nicht, diese durch eine unmittelbare
Ablesung zu erhalten. Bei mechanischen Anzeigegeräten z. B. ist im allgemeinen ein
vor einem Zifferblatt spielender Zeiger vorhanden, so daß man die Größenordnung
der Oralisierung durch Abschätzung der Amplitude der Verstellungen des Zeigers während
der Drehung des Werkstücks ermitteln kann. Die pneumatischen Meßgeräte haben häufig
eine so große Trägheit daß sie keine Abschätzung der Ovalisierung gestatten.
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Die Erfindung bezweckt insbesondere, diesen Nachteilen abzuhelfen
und die Ermittlung des genauen Wertes der Ovalisierung durch unmittelbare Ablesung
auf einer Teilung oder einem Zifferblatt zu ermöglichen.
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Es ist klar, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für das
oben erläuterte bestimmte Beispiel anwendbar ist, sondern auch auf andere ALessungen
von Querabmessungen, welche Abweichungen aufweisen können, wie z. B. die Abmessung
anderer Formfehler als die Ovalisierung (insbesondere die Dreieclsverformung), der
Exzentrizität von Bohrungen. von Außendurchmessern oder die Abmessung der Veränderungen
der Querabmessungen eines herstellungsgemäß exzentrischen Werkstücks.
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Das erfindungsgemäße Meßgerät enthält zwei gegeneinander verstellbare
Taster, welche mit dem sich drehenden Werkstück an zwei Stellen in Berührung kommen,
welche auf derselben zu der Drehachse des Werkstücks senkrechten Geraden liegen.
Es ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Umdrehungskörper, welcher zwischen zwei mit
den beiden Tastern verbundenen Teilen angeordnet ist, so ausgebildet ist, daß er
auf zwei den beiden obigen Teilen angehörenden Flächen nur bis zu einer in Bezug
auf wenigstens eine dieser Flächen voraushestimmten Stellung rollen kann, indem
einer der beiden Teile mit einem Anschlag für den Umdrehungskörper versehen wird,
wobei ein Nteßgerät die Amplitude der Relativbewegungen des Umdrehungsliörpers von
der vorausbestimmten Stellung aus gegenüber diesem Teil anzeigt.
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Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber
erläutert.
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Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Lehre für die Abmessung der Durchmesseränderungen eines in Bearbeitung begrifftenen
Werkstücks.
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Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicllt.
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Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2.
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Die Erfindung ist nachstehend in ihrer Anwendung auf eine Lehre zur
Messung des Durchmessers oder der Durchmesseränderung eines in Bearbeitung begriffenen
Werkstücks A erläutert.
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Die Lehre kann einen beliebigen geeigneten Aufbau haben, wobei sie
zwei gegeneinander Gestell bare Taster aufweist, welche mit dem sich drehenden ilierkstücli
etwa an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen in Berührung gehalten werden.
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Die Lehre besitzt ein Gestell I, an welchem z. B. mit nicht dargestellten
Schrauben ein Halter 2 befestigt ist, welcher einen gegebenenfalls einstellbaren
bleßlcontalit 3 und einen Anschlag aufweist.
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Das Gestell I ist an der Werkzeugmaschine, mit welchem die Vorrichtung
zusammenwirken soll, durch geeignete Ntittel befestigt, welche auf der Zeichtung
durch eine Bohrung 5 schematisch dargestellt sind und den Isontalst 3 und den Anschlag
4 beständig gegen das Werkstück A drücken. Diametral gegenüber dem Kontalit 3 in
bezug auf das Werkstück A befindet sich ein Kontakt 6, welcher an dem Ende einer
Stange 7 befestigt ist, derer anderes Ende einen Kontakt 8 aufweist, welcher den
Taster g eines WIeßgeräts 10 betätigt, welches in einem an dem Gestell I mit Hilfe
von nicht dargestellten Schrauben befestigten Halter 1 1 angebracht ist. Das NIeßgerät
10 ist in dem Halter 1 1 mittels eines Gewindes I2 und der durch das Festziehen
einer Schraube 13 erhaltenen Islemmwirkung einstellbar. Die Stange 7 wird von zwei
biegsamen Lamellen 14 gehalten, deren eines Ende an dem Gestell 1 und deren anderes
Ende an der Stange 7 befestigt ist. Ein Schutzblock I5 gestattet, Stöße von den
biegsamen Lamellen 14 und der Stange 7 fernzuhalten.
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Zwischen zwei mit dem Kontakt 3 bzw. dem Kontakt 6 starr verbundenen
Bahnen wird nun ein körper angeordnet, welcher einerseits ohne zu gleiten gleichzeitig
auf den beiden Bahnen infolge einer gegenseitigen Verstellung rollen und andererseits
auf der einen und/oder der anderen Bahn gleiten kann, wenn er mit einem an einer
der Bahnen befestigten Anschlag in Berührung kommt.
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Dieser Körper wird zweckmäßig durch eine Kugel oder eine Rolle gebildet,
wobei dann wenigstens eine der Bahnen rinnenförmig ist. Die Bahnen liegen zu der
Verstellrichtung der Stange 7 parallel und werden durch elastiche Mittel gegeneinander
und somit gegen den Rollkörper gedrückt.
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Stachstehend ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser
Anordnung erläutert.
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Der Rollkörper wird durch eine Kugel I6 gebildet, deren Verstellung
durch ein zweites Anzeigegerät I7 gemessen wird, welches von dem Halter 1 1 getragen
wird und auf diesem mittels eines Gewindes 18 und durch Festlilemmen mittels einer
Schraube 19 eingestellt werden kann. Die Verstellungen der Kugel I6 werden auf Taster
20
des Meßgeräts 17 übertragen, und zwar vorzugsweise über ein von
dem freien Ende 22 einer biegsamen Lamelle 23 getragenes Druckstück 21 mit zwei
planparallelen Kontakten 24.
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Die Längsverstellungen der Kugel 16 werden durch einen Anschlag 25
begrenzt, welcher in einem Teil 26 angebracht ist, welcher z. B. mit Hilfe von zwei
Schrauben 27 an dem Halter 11 befestrigt ist.
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Die biegsame Lamelle 23 ist zwischen dem Teil 26 und dem Halter 11
mit Hilfe der gleichen Schrauben 27 befestigt. Ein an dem Halter 11 befestigter
Anschlag 28 gestattet die Begrenzung der Verstellungen des freien Endes 22 der biegsamen
Lamelle 23. Die seitlichen Verstellungen der Kugel 16 werden durch eine Fläche in
Form einer Rinne 29 (oder eines V) in dem Teil 26 begrenzt. Die Kugel 16 wird gegen
die Rinne 29 durch eine Feder 30 gedruckt, deren Druck über das freie Ende 31 einer
biegsamen Lamelle 32 übertragen wird, welche z. B. mit zwei Schrauben 33 an einem
mit der Stange 7 fest verbundenen Halter 34 befestigt ist.
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Dieser Halter 34 ist gegenüber den biegsamen Lamellen 14 festgelegt,
z. B. dadurch, daß die entsprechende biegsame Lamelle 14 bei 35 teilweise in den
Halter eingelassen ist. Der Halter 34 ist mittels einer Mutter 36 gegen eine Schulter
37 der Stange 7 festgezogen. Schließlich gestatter ein z. B. durch eine Schraube
38 gebildeter Anschlag die Begrenzung der Ausschläge des freien Endes 31 der biegsamen
Lamelle 32, wenn diese mit der Kugel 16 nicht in Berührung steht (z. B. bei einem
Auseinanderbau).
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Das Gerät arbeitet folgendermaßen. Die gegenseitigen Verstellungen
der Meßkontakte 3 und 6 haben Verstellungen des von dem freien Ende 22 der biegsamen
Lamelle 23 getragenen Druckstücks 21 gegenüber dem Halter 26 zur Folge. Durch den
von dem Ende 31 der hiegsamen Lamelle 32 ausgeühten Druck wird die Kugel 16 gegen
die Rinne 29 angedrückt. Bei den obenerwähnten gegenseitigen Verstellungen sucht
die Kugel 16 in der Rinue 29 zu rollen, sobald diese Rollbewegung nicht durch den
Anschlag 25 oder den Anschlag 28 begrenzt wird.
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Vor jeder Messung soll die Kugel 16 au dem Anschlag 25 anliegen,
während die Kontakte 3 und 6 das Werkstück A berühren. Dies wird leicht dadurch
erhalten, daß der Halter 34 oder ein mit diesem fest verbundener Teil (z. B. der
Kontakt 6) genügend weit über die Stellung hinaus angehoben wird, in welcher das
Ende 22 der biegsamen Lamelle 23 sich gegen den Anschlag 28 legt. Die Kugel 16 kann
dann in ihrer Rinne 29 nicht weiter in der Längsrichtung verstellen, und man ist
sicher, daß beim Loslassen des Halters 34 und bei Berührung des Kontakts 6 mit dem
Werkstück A die Kungel 16 sich zunächst auf ihren Anschlag 23 legt und dann während
des restlichen Teils des Hubes des Halters 34 auf diese, Anschalg liegenbleibt.
Bei dem im Besonderen betrachteten Beispiel der Messung der Veränderungen des Außendurchmessers
eines eine Ovalisierung aufweisenden Werkstücks bleibt die Kugel 16 weiter an ihrem
Auschlag 25 liegen, bis die Kontakte 3 und 6 den kleinsten Durchmesser feststellen.
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Wenn hierauf infolge der Drehung des Werkstücks A die zu messende
Abmessung von diesem Wert aus zunimmt, wird der Halter 34 gegenüber dem Halter 26
angehoben und bewirkt ein Abrollen der Kugel 16, dessen größter Wert in einem geeigneten
Maßstab den Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser des Werkstücks
A darstellt.
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Es sei jetzt angenommen, daß an denn Werkstück A keine Bearbeitung
vorgenommen wird, und daß es oval ist und sich dreht. Die Kugel 16 rollt dann in
der Rinne 29 zwischen zwei Stellungen. welche von dem Wert der Ovalisierung des
Werkstücks A abhängen, wodurch dem Taster 20 des Meßgeräts 17 eine hin und her gehende
Bewegung zwischen ei Grenzen erteilt wird.
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Wenn man es in der oben erläuterten Weise so einrichtet, daß die
Kugel 16 den Anschlag 25 berührt, wenn die Meßkontakte 3 und 6 den kleinsten Durchmesser
des Werkstücks A abtasten, und wenn für diese Stellung der Kugel das Meßgerät 17
auf den Nullpunkt der entsprechenden Teilung eingestellt wird, so verstellt sich
offenbar bei der Drehung des Werkstücks A die Kugel 16 zwischen einer durch den
Anschlag 25 bestimmten unteren Grenzstellung und einer anderen Stellung, welche
von dem Unterschied zwischen dem größten Durchmesser und dem kleinsten Durchmesser
des Werkstücks A abhängt.
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Das Meßgerät 17 ist je nach seiner eigenen Trägheit gedämpft oder
nicht. Der von dem Meßgerät angezeigte Meßwert ist bei enstprechender Dämpfung der
mittlere Hub der Kugel 16 zwischen dem Anschlag 5 und ihrer anderen dem gröten Durchmesser
des Werkstücks A entsprechenden Grenzstellung. Es ist zu bemerken, daß der Hub der
Kugel etwa gleich der Hälfte des Unterschieds zwischen der größten und der kleinsten
Abmessung des Werkstücks A ist. so daß das Meßgerät Is, welches den Mittelwert dieses
Hubes angibt, ungefähr ein Viertel dieses Unterschieds anzeigt. Man muß daher dieses
Meßgerät entsprechend eichen.
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Falls die Kugel 16 aui einem V anstatt in einer Rinne 29 rollt, ist
das Übersetzungsverhältnis ein anderes und hängt von dem Winkel des V ab. Wenn das
Werkstück A keine Ovalisierung aufweist, bleibt die Kugel I6 mit dem Anschlag 25
in Berührung, und das Meßgerät 17 bleibt auf dem Nullpunkt, auf welchen es eingestellt
war.
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Es sei jetzt angenommen, daß sich die Abmessungen des Werkstücks
A infolge einer Bearbeitung verändern, wobei diese Veränderung beständig in dem
gleicheii Sinn erfolgt.
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Wenn die Kugel bei einer beliebigen Stellung des Werkstücks A gegen
ihren Anschlag 25 angelegt wurde, suchen Abnahmen der Abmessung des Werkstücks A
die Kugel 16 gegen ihren Anschlag 25 zu drücken. wenil jedoch die Kontakte 3 und
6 nach dem Vorbeigang an einem kleinsten Durchmesser wieder an einem größten Durchmesser
kommen, rollt die Kugel 16 wieder von dem An-
schlag 23 fort. Wenn
daher beliebige zeitliche Änderungen der Abmessungen des Werkstüds A stets in dem
gleichen Sinn auftreten, mißt das obige Gerät trotzdem stets die Ovalisierung des
Werl;-stücks.
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Wie bereits erwähnt, besteht der Hauptvorteil des obigen Geräts darin,
daß es unmittelbar die Veränderung einer Querabmessung eines sich drehen den Werkstücks
zu messen gestattet.