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Innengrenzlehre bzw. Lochlehre
Die Erfindung betrifft eine neue verbesserte
Innengrenzlehre bzw. Lochlehre zum Messen von Bohrungen in Zylindern, Büchsen, Hülsen
u. dgl.
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Die bekannten Lochlehren besitzen einen mit einem Handgriff versehenen
gehärteten und geschliffenen Teil, der axial in die zu messende Bohrung eingeführt
werden kann. Beim Arbeiten mit sehr kleinen Toleranzen in der Größenordnung von
0,005 bis o,oo8 mm (0,0002 bis 0,0003") muß, um ein Einführen der Lehre möglich
zu machen, die Achse der Lehre in genauer Ausfluchtung mit der Achse der Bohrung
stehen. Selbst bei Anwendung größter Sorgfalt kann sich die Lehre.in der Bohrung
festklemmen. Es bereitet dann Schwierigkeiten, sie wieder zu entfernen. Weiter kann
der Arbeiter beim Festklemmen der Lehre in der Bohrung dazu verführt werden, anzunehmen,
daß diese unter dem Sollmaß ist, obwohl sie es tatsächlich nicht ist. Wenn die Lehre
zum Nachprüfen der nuf Maß geschliffenen Bohrung eines Teils verwendet wird und
die Lehre sich in der Bohrung fe&tklemmt, kann die zum Lösen aufgewendete Kraft
eine Bewegung des Teils im Spannfutter oder einer anderen Spannvorrichtung, in der
es festgehalten wird, verursachen. Wenn dies aber geschieht, muß der Teil als Ausschuß
ausgeschieden werden, da ein weiteres Schleifen eine ovale bzw. eine Bohrung mit
Übermaß ergeben würde. Weiter kann,
wenn zum Herausziehen der Lehre
aus der Bohrung Kraft aufgebracht wird, diese plötzlich herauskommen und die Lehre
oder die Hand des Arbeiters in Berührung mit der Schleifscheibe bringen. Unfälle
werden. auch dadurch verursacht, daß die Lehre klemmt und sich mit dem Teil dreht,
wenn der Arbeiter diese in die Bohrung einführt, bevor die Maschine steht.
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Ein Zweck der Erfindung ist es, eine verbesserte Innengrenzlehre
bzw. Lochlehre zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden sind und die ein schnelles
und leichtes Messen mit sehr kleinen.
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Toleranzen ermöglicht.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bereits bekannt, die Lehrenfläche
der Innengrenzlehren durch Kugeln zu bilden, die mittels Käfig am Umfang eines Kerns
gehalten werden. Bei dieser Ausführung können sich die Kugeln zwar frei drehen,
nicht aber axial in bezug auf den Kern bewegen.
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Bei der Innengrenzlehre gemäß der Erfindung, die aus einem zylindrischen
Innenkörper bzw. Kern besteht, auf dem ein hülsenförmiger Käfig mit einer Anzahl
von Kugeln angeordnet ist, kann der Käfig eine begrenzte axiale Bewegung zwischen
zwei Anschlägen auf dem Kern ausführen.
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Die Löcher in dem Käfig sind zweckmäßig in an sich bekannter Weise
in Ringreihen in einem rechten Winkel zur Achse der Hülse bzw. des Käfigs angeordnet.
Die Löcher benachbarter Reihen können auf parallel zur Achse des Käfigs oder unter
einem kleinen Winkel zur Achsparallelen geneigt liegenden Linien angeordnet sein.
Die Kugeln können sich in den Löchern frei drehen; die Enden der Löcher sind jedoch
nach dem Einsetzen der Kugeln verstemmt oder in anderer Weise derart bearbeitet,
daß die Kugeln nicht herausfallen können.
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Der Innendurchmesser der Hülse bzw. des Käfigs ist etwas größer als
der Durchmesser des Kerns bzw. Körpers, und der Durchmesser der Kugeln ist etwas
größer als die radiale Dicke der Hülse bzw. des Käfigs, so daß bei im Gebrauch befindlicher
Lehre die Kugeln mit der Oberfläche des Körpers bzw. Kerns und der Oberfläche der
zu messenden Bohrung in Berührung stehen, der Käfig aber keine Berührung mit einer
dieser Oberflächen hat.
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Die Oberfläche des Körpers bzw. Kerns ist gehärtet und geschliffen,
da aber kein Verschleiß an dem Käfig auftritt, kann dieser aus gewöhnlichem Flußeisen
oder ähnlichem Material hergestellt sein Der Käfig ist auf dem Körper bzw. Kern
frei drehbar, so daß die Kugeln keinen Verschleiß irgendeines besonderen Teiles
der Oberfläche des Körpers bzw. Kerns verursachen können.
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Eine Innengrenzlehre gemäß der Erfindung stellt gegenüber den bekannten
Innengrenzlehren mit feststehendem Kugelkäfig einen wesentlichen Fortschritt dar.
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Wird nämlich eine solche Innengrenzlehre in ein Bohrloch von geringem
Untermaß eingeführt, so rollen die Kugeln auf der Kernmantelfläche ab, und zwar
so lange, bis der dabei zurückbewegte Käfig seine hintere Anschlagschulter erreicht
hat. In diesem Augenblick tritt ein beträchtlicher Widerstand gegen die weitere
Bewegung der Lehre in das Bohrloch auf, der anzeigt, daß das Bohrloch Untermaß besitzt.
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Beim Einführen der Lehre in ein Bohrloch mit Sollmaß tritt dagegen
kein merkbarer Widerstand auf.
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Die Größe des Widerstandes, der bei Anschlagen des Käfigs an der
inneren Anschlagschulter auftreten kann, hat sich als empfindlicher Maßstab für
die Maßhaltigkeit eines zu prüfenden Bohrlochs erwiesen.
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Die Meßgenauigkeit und Meßempfindlichkeit der Innengrenzlehre wird
durch die erfindungsgemäße Ausbildung gegenüber den bekannten Innengrenzlehren wesentlich
erhöht.
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Zwischen dem inneren Ende des Käfigs und der Anschlagschulter an
dem Körper bzw. Kern kann eine leichte Feder angeordnet sein, um den Käfig in Richtung
seiner äußersten Stellung zu drücken.
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Der Körper bzw. Kern kann mit einer Stufe im Durchmesser versehen
sein, wobei ein Teil am inneren Ende einen Durchmesser aufweist, der größer ist
als der Durchmesser am äußeren Ende, und zwar um einen Betrag, der gleich der maximal
zulässigen Toleranz in der Bohrung ist. Wenn eine solche Lehre in eine Bohrung von
richtigem Durchmesser eingeführt wird, treten die mit dem äußeren Teil des Körpers
bzw. Kerns zusammenwirkenden Kugeln in die Bohrung ein, die mit dem inneren Teil
zusammenwirkenden Kugeln aber nicht.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann ein zylindrischer Teil des
Körpers von einem Durchmesser, der dem maximal zulässigen Durchmesser der zu messenden
Bohrung gleich ist, hinter der inneren Anschlagschulter des Käfigs vorgesehen sein,
so daß in eine Bohrung von richtigem Durchmesser der ganze die Kugeln tragende Käfig
eintritt, jedoch der zylindrische innere Teil des Körpers nicht.
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Der Körper bzw, Kern ist mit irgendeiner geeigneten Form eines Griffs
versehen, der aus einem Stück mit dem Körper oder ein selbständiger Teil sein kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. I ist eine Seitenansicht einer Lehre, bei welcher der Käfig
eine begrenzte Axialbewegung ausführen kann; Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer anderen
Lehre; Fig. 3 ist eine Endansicht der in Fig. 2 gezeigten Lehre; Fig. 4 ist ein
Querschnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab, und Fig. 5 ist
eine Seitenansicht einer anderen Ausfühl,mgsform des Kerns.
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Die in Fig. I gezeigte Lehre umfaßt einen Griff I0, der an einem
Ende einen mit ihm aus einem Stück bestehenden, mit einer gehärteten und geschliffenen
Oberfläche versehenen zylindrischen Körper bzw. Kern II aufweist. Über den Körper
bzw.
Kern ist eine zylindrische Hülse bzw. ein zylindrischer Käfig I2 geschoben, inwelchem
Ringreihen radialer Löcher eingebracht sind, die dfrehbare Stahlkugeln I3 gleichen
Durchmessers enthalten. Die Kugeln sind in den Löchern frei drehbar, aber die Enden
der Löcher sind nach dem Einsetzen der Kugeln verstemmt oder auf andere Weise so
bearbeitet, daß die Kugeln nicht herausfallen können.
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Der Käfig 12 kann auf dem zylindrischen Körper bzw. Kern II eine
begrenzte axiale Bewegung ausführen, um den Eintritt der Lehre in eine Bohrung zu
erleichtern. Der Körper bzw. Kern hat dabei größere Länge als der Käfig, und dieser
ist axial zwischen einer Schulter 15 am inneren Ende des Körpers bzw. Kerns und
einem Federring I6 am äußeren Ende verschiebbar.
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Bei dieser Lehre sind die Kugeln in Ringreihen angeordnet, bei denen
die Kugeln benachbarter Ringreihen gegeneinander in einem Winkel versetzt sind,
der dem halben Winkelabstand der Kugeln in jeder Ringreihe entspricht.
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Bei der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Lehre kann die Käfighülse I2
eine begrenzte axiale Bewegung auf dem Körper bzw. Kern I I ausführen und wird durch
eine leichte Druckfeder I7, die zwischen dem inneren Ende der Hülse und einer Schulter
I8 gelegen ist, in ihrer äußersten Stellung gehalten, so daß die Hülse sich entgegen
der Wirkung der Feder auf dem Körper bzw. Kern verschieben kann, wenn die Lehre
in eine Bohrung eingeführt wird.
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Die Schulter I8 ist durch das innere Ende eines zylindrischen, gehärteten
und geschliffen,en Teils 19 des Körpers bzw. Kerns gebildet, der einen äußeren Durchmesser
aufweist, der gleich dem maximal zulässigen Dnrchmesser der zu messenden Bohrung
ist. Der Durchmesser über die Kugeln in der Hülse 12 ist gleich dem minimal zulässigen
Durchmesser.
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Auf diese Weise arbeitet die Lehre als eine »gehende« oder »nicht
gehende« Lehre, wobei in eine Bohrung von richtigem Durchmesser innerhalb der zulässigen
Grenzen die Hülse eintreten kann, während der zylindrische Teil 19 nicht eintritt.
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Bei dieser Lehre ist der Körper bzw. Kern, statt aus einem Stück
mit dem Griff zu bestehen, mit einem kegelförmigen Schaft 20 versehen, der in eine
entsprechende Fassung eines Einheitslehrengriffs 2I von sechseckigem Querschnitt
paßt.
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Versuche haben gezeigt, daß die neue Lehre frei von jeder Gefahr
des Festklemmens in einer zu messenden Bohrung ist. Wena eine Bohrung auf Maß geschliffen
ist, kann die Lehre in die Bohrung eingeführt werden, selbst wenn die Bohrung noch
0,005 bis o,oo8 mm (0,0002 bis 0,0003") unter Maß ist, weil die Kugeln um diesen
Betrag federnd nachgeben können. Dabei tritt aber ein wesentlicher Widerstand auf.
Die Lehre klemmt jedoch nicht in der Bohrung fest und kann ohne Schwierigkeit aus
ihr herausgezogen werden.
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Wenn die Bohrung richtiges Maß hat, tritt die Lehre glatt mit einem
kaum wahrnehmbaren Grad von Widerstand ein, und mit wenig Übung kann ein Arbeiter
eine Bohrung bis innerhalb der Grenzen von o,oo25 bis 0,005 mm (o,oooI bis 0,0002")
messen.
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Wenn die Hülse bzw. der Käfig auf dem Körper bzw. Kern gegen leichte
Federbelastung axial verschiebbar ist, wird die Feder, wenn die Bohrung noch etwas
unter Maß ist, beim Vorrollen der Kugeln in die Bohrung zusammengedrückt, wenn jedoch
das endgültige Maß erreicht ist, tritt die Lehre ohne merkliches Zusammendrücken
der Feder in die Bohrung ein. Wenn die Lehre, wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt
mit einem »nicht gehenden« Teil an ihrem inneren Ende versehen ist, bildet dieser
Teil einen Anschlag für die Lehre, wenn sie mit dem äußeren Ende der Bohrung zusammenwirkt.
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Bei der in Fig. 5 gezeigten Lehre ist der Körper im Durchmesser abgestuft,
sodaß die beiden Kugelreihen am inneren Ende mit dem Teil größeren Durchmessers
zusammenwirken. Der Durchmesser über diese Kugeln ist größer als der Durchmesser
über die mit dem Teil geringeren Durchmessers zusammenwirkenden Kugeln Der Unterschied
im Durchmesser ist gleich der maximal zulässigen Toleranz in der zu messenden Bohrung.
Die Lehre arbeitet auf diese Weise als eine »gehende« oder »nicht gehende« Lehre,
und wenn sie in eine Bohrung richtigen Durchmessers eingeführt ist, treten die mit
dem äußeren Teil des Kerns zusammenwirkenden Kugeln in die Bohrung ein, dagegen
die mit dem inneren Teil zusammenwirkenden Kugeln nicht.
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Es versteht sich, daß der Unterschied im Durchmesser die Größenordnung
von 0,005 bis o,oo8 mm (0,0002 bis 0,0003") hat. Der Unterschied ist in Fig. 5 stark
übertrieben dargestellt.