DE973374C

DE973374C - Elektrisches Oberflaechen-Pruefgeraet

Info

Publication number: DE973374C
Application number: DEG17003A
Authority: DE
Inventors: Joseph Benson Bidwell
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1951-09-15
Filing date: 1955-04-27
Publication date: 1960-02-04
Also published as: GB699728A; US2789429A; FR1068844A; DE929644C; GB768487A

Description

AUSGEGEBEN AM 4. FEBRUAR 1960

G 17003IX f 42b

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, mit dem auf elektrischem Wege der Glättegrad einer spangebend bearbeiteten oder geschliffenen Oberfläche erkennbar gemacht wird, wo die verbleibenden Unregelmäßigkeiten nur von geringer Größe sind, und zwar auf eine Verbesserung und weitere Ausbildung eines Oberflächen-Prüfgerätes nach Patent 939 644.

Das Hauptpatent betrifft ein Gerät, mit dem auf elektrischem Wege der Glättegrad einer Oberfläche gemessen wird, und das einen tragbaren Tastkopf in Form eines Gehäuses aufweist, in dem die folgenden Elemente untergebracht sind: a) ein federnd angedrückter Fühlstift, der über die Oberfläche hinweggezogen wird und durch deren Unregelmäßigkeiten in Schwingung gesetzt wird, b) eine elektromechanische Umformvorrichtung, die diese mechanischen Schwingungen aufnimmt und in Übereinstimmung mit dem Charakter dieser Schwingungen ein elektrisches Signal erzeugt oder ao umformt und c) eine unstarre Kupplung zwischen dem Fühlstift und der Umformvorrichtung, die durch einen Film aus einer zähen Flüssigkeit gebildet wird, die den schmalen Spalt zwischen einer an dem Fühlstift befindlichen Fläche und einer zweiten, an dem beweglichen Glied der Umformvorrichtung ausgebildeten Fläche ausfüllt. Diese Kupplung leitet die durch die geringen, zu messen-

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den Unregelmäßigkeiten an dem Fühlstift hervorgerufenen Schwingungen an die Umformvorrichtung, kann jedoch, infolge des Schlupfes zwischen den Flächen Fühlstiftbewegungen von niederer Frequenz nicht übertragen.

Infolge der Größe des Tastkopfes dieses Instrumentes kann es nicht dazu verwendet werden, kleine Bohrungen, beispielsweise in Büchsen oder Lagern, zu messen, da der Fühlstift nicht in die Bohrung ίο eingeführt werden kann.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, das Gerät auch in diesen Fällen anwendbar zu machen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bereits Änsatzvorrichtungen bekanntgeworden, die aus einem ig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel bestehen, dessen eines Ende zum Einführen in die Bohrung von z.' B. der Büchse oder des Lagers einen Fühlstift trägt, während das andere Ende mit einem Übertragungselement im Eingriff steht, das mit der Tasteinriehtung des Prüfgeräts in Verbindung steht. Diese bekannten Ansatzvorrichtungen haben jedoch die Nachteile, daß der Verlängerungshebel nur zur Hälfte, nämlich nur bis zu seiner Lagerstelle, in die Bohrung eingeführt wird, außerdem die Befestigung am eigentlichen Meßkopf mehrere Teile erfordert.

Zur Überwindung dieser Nachteile wird gemäß der Erfindung der Hebel in Längsrichtung innerhalb eines mit einem Ende am Meßkopf des Prüfgeräts befestigten Ansatzrohres gelagert, dessen Durchmesser an jeder Stelle kleiner ist als der des Gehäuses des Prüfgeräts. Das Wesen der Erfindung ist nicht ein Rohr an sich zur Unterbringung von Meßfühlerteilen, sondern die-besondere Gestaltung . 35 des Rohres mit dem Hilfsfühler.

Zweckmäßigerweise verläuft die Achse des Ansatzrohres parallel zu der des Gehäuses, wenn das Gerät selbst in ein zylindrisches' Gehäuse eingesetzt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hebel in seinem Drehpunkt in dem Ansatzrohr mittels einer Torsionsfeder gelagert, die im Innern des Rohres quer zur Rohrachse sehnenartig befestigt ist und durch die Bewegungen des Hebels verdreht wird.

Wenn das Gerät in einer kleinen Bolkraing· verwendet werden soll, wird das Verlängerungsstück auf den Tastkopf aufgesetzt und das Röhrdien so in die Bohrung eingefühlt, daß der zweite Fühlstift auf der Oberfläche der Bohrung aufliegt

Ein AusfülhrungisbeiBpitel der Earfindiung- ist im folgenden an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben und dargestellt und seine Anwendung erläutert.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch den Tastkopf mit dem angesetzten Verlängerungsstück,

Fig. 2 ein senkrechter Schnitt in vergrößertem Maßstabe, durch das Verlängerungsstück allein, wobei einige Teile weggebrochen sind, Fig. 3 ein weiterer Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 ebenfalls in vergrößertem Maß stäbe.

In der Zeichnung ist das Gehäuse des Gerätes zur Anzeige der Oberflächenglätte mit 2 bezeichnet.

Innerhalb des Gehäuses ist eine Elektronenröhre 4 eingebaut, die mit einem Stift 6 versehen ist, der von einem Kopf ausgeht, der innerhalb der Röhre eine Elektrode trägt. Eine Bewegung der Stange 6 ändert durch eine Bewegung der Elektrode den Leitwert der Röhre.

Zwei im wesenlichen feste Arme 8 und 10 innerhalb des Gehäuses liegen parallel zu seiner Achse und tragen zwei in einem gewissen Abstande voneinander liegende biegsame Verlängerungen 12 und 14. Diese biegsamen Verlängerungen 12 und 14 sind fest mit einem senkrechten Fühlstifthalter 16 verbunden, der durch eine öffnung 18 in der Seite des Gehäuses hindurchgeht. Auf diese Weise ist der Fühlstifthalter nachgiebig gelagert. Ein Fühlstift 20, der über die zu messende Oberfläche bewegt werden soll, ist in dem Ende des Fühlstifthalters 16 eingesetzt. Auf den Fühlstifthalter 16 wirkt eine Feder, durch die der Fülhlisfcift auf das Werkstück gedrückt wird. Dabei ist das eine Ende der Feder in der Nähe der Öffnung 18 an dem Gehäuse befestigt, während ihr anderes Ende in ein Auge 24 eingehängt ist, das am oberen Ende des Fühlstifthalters vorgesehen ist.

Die schwingenden Bewegungen des Fühlstiftes, die entstehen, wenn er über die zu messende Oberfläche gezogen wird, werden auf den an der Röhre sitzenden Stift 6 über eine Stange 26, die auf den Stift 6 paßt, und über eine Flüssigkeitskupplung übertragen, die aus zwei parallelen Platten 28, die am Ende der Stange 26 befestigt sind, und eine am Fühlstifthalter 16 befestigte Platte 30, die zwischen den Platten 28 angeordnet ist, besteht. Ein Flüssigkeitsfilm geeigneter Viskosität füllt den Zwischenraum zwischen den ineinandergesteckten Platten.

Die Konstruktion und Wirkungsweise der Flüssigkeitskupplung ist die gleiche, wie sie mit Bezug auf Fig. ι des Hauptpatentes beschrieben ist.

Obwohl das Gehäuse 2 nicht sehr groß ist, kann es doch nicht in kleine öffnungen, beispielsweise in Büchsen und in Lager eingeführt werden, in denen die Oberflächenglätte gemessen werden soll.

Zu diesem Zwecke kann an ihm ein Verlängerungsstück angesetzt werden, das aus einer abnehmbaren Kappe 32 besteht, die auf das Ende des Gehäuses 2' paßt, und dfe an ihm durch geeignete Mittel, beispielsweise durch eine Linsenkopfschraube 34, befestigt wird, und die in einer Seite " einen Schlitz 36 aufweist, in dem der Fühlstift gleiten kann, wenn die Kappe auf das Gehäuse aufgesetzt wird.' In dem Ende des Schlitzes ganz vorn an der Kappe ist ein zylindrisches Röhrchen 38 fest angelötet oder angeschweißt und ragt ein beträchtliches Stück über das Gehäuse nach vorn hinaus. Dieses Röhrchen bildet das Gehäuse und die Lagerung für einen Fühlerverlängerungshebel 40, der in die öffnungen eingeführt wird, in denen die Oberfläche gemessen werden soll.

Der Fühlerverlängerungshebel 40 wird aus einem zweiarmigen Hebel gebildet, der in seinem Gehäuse um seinen Mittelpunkt drehbar gelagert ist.

Oben in dem Röhrchen 38 ist ein Querschlitz 42 von beträchtlicher Breite eingeschnitten. Ein quer

liegendes, nachgiebiges Federelement 44 von der Breite des Schlitzes ist quer über dem Schlitz angelötet oder angeschweißt, und der Hebel 40 ist, wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, fest mit der Unterseite des Federelementes 44 verbunden. Dieses Federelement 44 ist in Querrichtung starr aber torsionsfedernd und verdreht sich, so daß sich der Hebel um seine Mitte drehen kann. Das eine Ende des Hebels 40 reicht über das Röhrchen 38 hinaus und liegt an dem Ende des Fühlstiftes 20 an, wenn die Kappe aufgesetzt ist. An einer Seite des Röhrchens 38, in der Nähe des anderen oder äußeren Endes, ist eine öffnung 46 vorgesehen. Durch die öffnung ragt ein zweiter Fühlstift 48, der fest mit diesem Ende des Hebels 40 verbunden ist, so hindurch, daß er mit der zu messenden Oberfläche in Berührung kommt.

Neben dem Fühlstift ist ein Gleit- oder Führungsstein 50 außen auf dem Röhrchen 38 aufgesetzt.

Zum Messen kann das äußere Ende der rohrförmigen Verlängerung 38 in die zu untersuchenden Teile, beispielsweise in die Büchse 52, eingeführt werden. Die Entfernung von dem Fühlstift 48 bis zu dem durch das biegsame Federelement 44 gebildeten Drehpunkt ist gleich der Entfernung vom Berührungspunkt zwischen dem Hebel 40 mit dem Fühlstift 20 bis zum Drehpunkt. Das ergibt ein Hebelverhältnis von 1 : 1, das außer einer Umkehrung der Bewegungsrichtung keine Beeinflussung der Messung bewirkt. Da das Gerät nicht »richtungsempfindlich« ist und für gleiche Ausschläge des Fühlstiftes in. entgegengesetzten Richtungen gleiche Ablesungen anzeigt, ist dies jedoch ohne Einfluß auf die Messung.

Der Tastkopf wird in Verbindung mit elektrischen Verstärkern und Anzeigevorrichtungen verwendet, deren Beschreibung sich im Hauptpatent findet, auf das hier mit verwiesen wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisches Oberflächen-Prüfgerät nach Patent 929 644 mit einer Ansatzvorrichtung für die Messung enger Bohrungen, bestehend aus einem schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel, dessen eines Ende zum Einführen in die Bohrung einen Fühlstift trägt, während das andere Ende mit einem Übertragungselement im Eingriff steht, das mit der Tasteinrichtung des Prüfgeräts in Verbindung steht, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hebel (40) in Längsrichtung innerhalb eines mit einem Ende am Meßkopf des Prüfgeräts befestigten Ansatzrohres (38) gelagert ist, dessen Durchmesser an jeder Stelle kleiner ist als der des Gehäuses (2) des Prüfgeräts.

2. Prüfgerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät selbst in ein zylindrisches Gehäuse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Ansatzrohres (38) parallel zu der des Gehäuses (2) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch .gekennzeichnet, daß der Hebel (40) in seinem Drehpunkt in dem Ansatzrohr (38) mittels einer Torsionsfeder (44) gelagert ist, die im Innern des Rohres quer zur Rohrachse sehnenartig befestigt ist und durch die Bewegungen des Hebels verdreht wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ansatzrohr (38) in der Nähe des Fühlstiftes ein fester Vorsprung (50) angeordnet ist, der als Gleitfläche dient, mit der das Gerät über die zu messende Oberfläche geführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 841 218;
USA.-Patentschrift Nr. 2 483668.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen