Me¯gerÏt.
Die im heutigen Maschinenbau übliche Austauschbarkeit der Teile beruht darauf, dass je ! der Teil für sich auf ein solches MaB bearbeitet wird. dass er ohne AnpaRarbeit mit dem zum Zusammenarbeiten mit ihm bestimmten Teil zusammengeht. Die bei dieser Methode zulässigen Abweichungen von den vorgeschriebenen Massen sind sehr klein und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens hängt wesentlich davon ab, mit welchem Aufwand an n Zeit und M he es gelingt, die erforderliche Massgenauigkeit zu erreichen. Hierfür sind mitbestimmend die Messgenauigkeit und die bequeme Handhabungsmöglichkeit der zur Verfügung stehenden Me¯gerÏte.
Die weitaus am häufigsten vorkommenden Messungen beziehen sich auf die Bestimmung. der Durchmesser zylindrischer Bohrun- gen und Wellen. Dementsprechend wichtig ist der Stand der Entwicklung der diesem Zweek dienenden Geräte.
Die vorliegende Erfindung bedeutet einen wesentlichen Schritt vorwÏrts in dieser Entwicklung, indem sie eine gesteigerte Hand- habungsleichtigkeit mit einer wesentlich h¯heren Me¯genauigkeit verbindet, a. ls sie bisher mit Hajidinstrumenten erzielbar war.
Die Erhöhung der MeBgenauigkeit beruht darauf, da¯ eine in einem GehÏuse des Gerätes achsial geführte Nadel vorgesehen ist, deren eines Ende mit wenigstens einer zur Nadelachse geneigt verlaufenden Fläche versehen ist und mindestens ein radial verschiebbarer Tastkorper vorhanden ist, der beim Messen einerseits an der geneigten FlÏche der Nadel und anderseits a, n dem zu messen- den Objekt anliegt.
Die Handlichkeit, worunter eine bequeme, m¯glichst wenig zeitraubende und UmstÏnde erfordernde Handhabung der GerÏte an der Maschine verstanden werden soll, wird dadurch erh¯ht, da¯ das Probieren mit dem Kaliber und der Rachenlehre, welches gegen das Ende der Bearbeitung wegen der zu geringen Mess- genauigkeit der bisherigen Messgeräte notig wird, vollständig in Wegfall kommt, weil das neue Gerät schnell und zuverlässig Messun- gen mit zur Bearbeitung ausreichender Ge nauigkeit ermöglicht.
In den Fig. l bis 8 der beiliegenden Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Gerätes für ein und denselben Zweck und für verschiedene Zwecke gezeigt.
Fig. l und 2 zeigen ein GerÏt zum Mes- sen von Bohrungen, im Schnitt und in Vor deransicht ;
Fig. 3 und 4 stellen eine andere Form für denselben Zweck, im Schnitt und in Ansieht. dar ;
Fig. 5 ist wiederum ein Gerät zum Mes- sen von Bohrungen.
Sie zeigt eine besonders vielseiti verwendbare Ausführung ;
Fig. 6 zeigt eine Ausführung mit einer Tasteruhr an Stelle der in den vorher dargestellten Formen vorgesehenen Mikrometer- schraube für die Atessung der Nadelversehie- bung ;
In Fig. 7 ist eine zum Messen von Wellen- durchmessern bestimmte Form, f r deren Na- del eine Form gemäss Fig. 8 verwendet wird, dargestellt ;
Fig. 9 zeigt schematiseh die Form eines Me¯kopfes in Vorderansicht für ein zum Messen des Abstandes paralleler Fläehen eingerichtetes Gerät :
Fig. 10 und 11 endlich veranschaulichen verschiedene Nadelformen in sehematiseher Darstellung.
In Fig. l bedeutet 1 das hülsenformige Gehäuse des Gerätes und 2 die in demselben achsial verschiebbar gelagerte Nadel mit dem sich kegelig verjüngenden Ansatz 3 und dem mit einem Schraubengewinde 4 ausgestatteten Teil 4', der einen abgesetzten Gewindebolzen 5 aufweist, welcher mitteilst einer Mutter 6 losbar mit einer Messhülse 7 verbunden ist.
Das Aussengewinde 4 der Nadel 2 greift in ein entsprechendes Innengewinde 8 des Ge häuses l ein, so dass durch eine Drehung der Messhülse 7 die Nadel achsial im GehÏuse l verschobem wird. Das Vorderende 9 des Gehäuses 1 ist als Messkopf ausgebildet. Er besitzt eine zum Nadelkonus 3 genau passende konische Bohrung 10 und einen genau zylin- drisch geschliffenen Au¯enmantel 11. Dieser Messkopf ist bis auf die konische Bohrung hinunter z.
B. durch drei Sägeschnitte 12 in drei Lappen 13 zerlegt, welche durch einen rund um den Kopf laufenden tiefen Einstich 14 nur noch durch federnde Stege 15 mit dem hintern Teil des Gehäuses I verbunden sind.
Führt man nun den Messkopf bei zurück- gezogener Nadel in eine Bohrung 16 eines Werkst ckes 17 ein. z. B. in eine noch zu kleine Bohrung 16. so werden die Lappen 13 leicht nach innen gedrückt. Verschiebt, man aber nun durch entsprechende Drehung der Hülse 7 die Nadel naeh vorn so wird deren Konus 3 in die konische Bohrung 10 mehr und mehreindringenund dabei die federnden Lappen 13 wieder so weit auseinandertreiben. bis sie an der Wandung der Werkst ckbohrung anliegen, worauf die Weiterdrehung der Hülse 7 unmöglich wird.
Dabei wird die Me¯h lse 7 gegen ber dem m GehÏuse 1 eine ganz bestimmte Stellung einnehmen. welche mittelst der in Fig. 4 dargestellten Skalen 18 am Gehäuse 1 und 19 an der Hiilse 7 abgelesen werden kann.
Benützt man zu der ersten Alessung ein Werkstuck, dessen Bohrung genau einem Normalmass entspricht, so kann man nach Losung der Flutter 6 die Hülse 7 auf dem Nadelende5 so drehem, dal3 der Nullpunkt ihrer Graduierung genau auf den Längsstrich der Skala 18 fällt. Bei wieder festgezogener Mutter 6 zieht man in dieser Stellung den zum LÏngsstrich quer verlaufenden Nullstrieh der Skala 18.
Entfernt man nun das Werkstück, so kann man die Messhülse 7 veiter drehen. wobei man bei jeder vollen Um drehun, derselben, das hei¯t allemal dann, wenn der Nullpunkt ihrer Graduierung auf den LÏngsstrich der Skala 18 fÏllt. Bei wie- der festgezogener Mutter 6 zieht man in dieser Stellung den zum LÏngsstrich quer verlaufenden Nullstrich der Skala 18.
Entfernt man nun das Werkstiiek, so kann man die Me¯h lse 7 weiter drehen. wobei man bei jeder vollen Umdrehung derselben, das heisst allemal dann, wenn der Nullpunkt ihrer Gra duierung auf den LÏngsstrich der Smala 18 fällt, einen weiteren Querstrich dieser Skala zieht, so da, ss'diese Querstriche angeben, um wie viele ganze Umdrehungen die Messhülse 7 gegenüber ihrer Nullage beim Messen der Normalbohrung ged'reht wurde.
Kennt man. nun den Anzug des Konus 3, die Steigung des Gewindes 4 und die Anzahl der Teilstriche der Graduierung 18, so kann man also beim Messen einer andern Bohrung aus den Ablesungen an den Skalen 18 und 19. ohne weiteres ersehen, um wie viel grosser oder kleiner diese Bohrung ist als die zur Einstellung der Skalen beniitzte Normalboh- rung, wenn die Skala 18 auch nach rechts über den Nullstrich hinaus fortgesetzt wurde.
Betragen der Anzug des Konus 3 z. B. 2 % oder 1/50, die Gewindesteigung 2, 5 mm und die Strichzahl an der Graduierung 19 50, so entspricht einer Drehung der Hiilse 7 um einen Teilstrich eine Nadelverschiebung von 2, 5 : 50 = 0, 05 mm und eine Durchmesser Vergrösserung des Messkopfes von 0, 05 : 50 = 0, 001 mm.
Man sieht a. lso, dass die Zwischenschal- tung des Konus eine betrÏchtliche Steigerung der Messgenauigkeit gegenüber den üblichen direkt niessenden Messgeräten mit sich bringt.
Während z. B. die altbekannte Schiebelehre mit einiger Sicherheit den Zehntel-und das Mikrometer den Himdertstelmillimeter zu messen gestatten, gibt das Gerät gemäss der vorliegenden Erfindung mit gleicher Sicher- heit und d gleich bequem den Tausendstelmillimeter. Dadurch gen gt es v¯llig zur Messung der im Austauschbau von Maschi- nenteilen a. ller Art vorkommenden MeBtole- ranzen, so dass das z.
B. beim genauen Fertig- schleifen einer Bohrung sonst erforderliche, zeitraubende und mit äusserster Vorsicht vorzunehmende Nachschleifen, bis ein genau auf Ma¯ geschliffener Ealiberzapfen eben in die Bohrung eingeführt werden kant, vollständig in Wegfall kommt. Daneben wird der weitere Vorteil grosser Sicherheit beim Schleifen erreicht, weil man in jedem Stadium des Schleifvorganges bis zum letzten Moment stets genau (messen kann, wieviel Material bis zur Erreichung des Endmasses noch abgehoben werden mu¯. Darin, da¯ dies mit einem GerÏt m¯glich ist, das sich an der Maschine ebenso einfach wie der Schieber der Schiebelehre oder das Mikrometer handhaben lässt, ist der hohe praktische Wert dieses Me¯gerÏtes nach der Erfindung begründet.
Die einfache Ausf hrungsform des Me¯ gerätes gemäss den'Fig. l und 2 weist zwei Nachteile auf. Denn die Handhabung des Gerätes erfordert, wie übrigens auch die Schiebe- lehre und das Mikrometer, beide HÏnde des Arbeiters, da es, solange die Me¯kappen 13 noch nicht stramm an der Bohrungswandung anliegen, mit der einen Hand gehalten werden muss, während die Pulse 7 gedreht wird, ein Nachteil, welcher dem einhändig bedien barmen Ka liberzapfen nicht anhaftet.
Ausser- dem hängt die Messgenauigkeit von dem Gefühl des Arbeiters ab, welcher die H lse 7 stets mit genau der gleichen Kraft drehen muss, wenn eine f r eine zuverlässige Messung erforderliche, stets gleich starke Anlage der Messlappen erzielt werden soll. Den gleichen Fehler weisen, auch das Mikrometer und der Kaliberzapfen auf, welch letzterer eines. ganz besonders feinen Gefühls zum Einführen in eine nur sehr wenig gr¯¯ere Bohrung bedarf.
Diese beiden tJbelstände sind bei der Ausführung nach den Fig. 3 und 4 vermieden.
Es wird dies dadurch erreicht, da¯ die Verschiebebewegung der Nadel und die Drehbewegung der MeBhiilse getrennt werden und die Verschiebung ohne Drehung der Nadel durch Federkraft bewirkt wird.
ZudiesemZwecksind Nadel und Gewindebolzen 20 getrennt. Die Nadel besitzt einen zylindrischen Ansatz 21, über welchen eine Druckfeder 22 gestülpt ist, welche sich einerseits an der Schulter 23 der Nadel 2 und anderseits an einem im Gehäuse 1 einge- lassenen Ring 24 abstützt, welcher mit dem Gehäuse dureh eine Schraube 25 lösbar ver- bunden ist. In einer radialen Bohrung 26 der Nadel 2 sitzt ein als Griff dienender Bolzen 28. Dieser Bolzen tritt durch zwei Schlitze 27 in der Gehäusewandung (Fig. 4).
Dreht man die MeBhülse 7 nach rechts und legt man bei am Handballen anliegendem Ende dieser Hülse die Finger um den Griff 28, so kann man die Nadel unterÜberwindung'des Druckes der Feder 22 so weit nach rechts ziehen, bis der Griff entweder am rechten Ende des einen oder beider Schlitze 27 oder die Nadel an dem im Gewindebolzen 20 eingelassenen Widerlager 30 zur Anlage kommen, worauf eich der Me¯kopf in die zu messende Bohrung einführen lässt. Lässt man nun den Griff 28 los, so bewegt sich die Nadel unter der Wirkung der Feder 22 so weit nach links, bis die Messlappen 13 zur Anlage mit der Bohrungswand kommen.
Alsdann kann man durch Drehen der Messhülse 7 bis zum Anschlag des Widerlagers 30 am Ende des Nadelansatzes 21 ermitteln, wie weit sich die Nadel gegenüber einer wie oben ermittelten Normallage verschoben hat bezw. um wie vie, grosser oder kleiner wieder die zu messende Bohrung ist als die Normalbohrung.
Damit der Messkopf wieder aus der Bohrung herausgenommen werden kann, genügt es, die Hülse 7 um einen kleinen Betrag zurückzu- drehen und die Nadel am Griff 28 wieder zur ckzuziehen, worauf die Messlappen von der Bohrungswand frei werden. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der Nadelkonus stets mit fast genau der gleichen Kraft in den Messkopfkonus hineingepresst wird, so dass die Messgenauigkeit vom Gefühl des Ar- beiters unabhängig wird. Ferner ist eine einhÏndige Bedienung des Gerätes m¯glich. da man dasselbe bei eingepresster Nadel ruhig hängen lassen kann, während die Messhülse 7 gedreht wird.
Die Anordnung weist den weiteren Vorteil gegenüber der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 auf, dass die Nadel von jeder Torsionsbeanspruehung befreit wird, was insbesondere der Me¯genauigkeit beim Messen langer Bohrungen zugute kommt, wo Eülse 1 und Nadel @ entspreehend lang ge- macht werden müssen wie dies z. B. in Fig. 5 gezeigt ist, in welcher ein besonders zum Aus- messen von Geschützlauf-Bohrungen und dergleichen geeignetes Gerät dargestellt ist. Die erforderliche Länge des Gerätes ist z. B. im gezeichneten Beispiel dadurch geschaffen, dass in das Gehäuse 1 ein entsprechend langes Zwischenst ck 31 und in die Nadel ein ebensolches 82 eingelassen sind.
Die Ausf hrung gemϯ Fig. 5 zeigt ferner einen von den Ausführungen gemäss den Fig. 1 bis 4 abweichenden Messkopf, indem dieser an Stelle der federnden Messlappen radial eingelassene beweglich geführte Mess- bolzen 33 aufweist, welche innen nach dem Nade. Ikonus und aussen nach dem Normalmass geschliffen sind. Diese Messbolzen weisen in allen Stellungen eine genau gleich leichte Beweglichkeit auf, wodurch die Messgenauig- keit gegenüber den der Nadel immerhin einen etwas verÏnderlichen Widerstand entgegensetzenden federnden Lappen. weiter erh¯ht wird.
Ausserdem lassen sich dieselben aus gegen Abnützung besonders geeignetem Material, wie z. B. gehärtetem Stahl, herstellen. Der Me¯kopf zeichnet sich ferner da durch aus, da¯ er leicht f r verschieden grouse Bohrungen hergestellt werden kann.
In der Fig. 5 stellt die obere Hälfte einen Messkopf für eine verhältnismässig kleine, die untere einen solchen für eine wesentlich grö- ssere Bohrung dar. Diese verschieden grossen MeBk¯pfe k¯nnen gegeneinander ausgewechselt werden, wenn sie z. B. mit einem Ge- windeansaiz 34 versehen sind, welche in ein entspreehendes Innengewinde 35 des Ge häusesleingeschraubtwerdenkönnen. Da durch kann ein und dasselbe Me¯gerÏt mit einer entsprechenden Anzahl von Messköpfen für einen sehr weiten Messbereich mit stets gleichbleibender Me¯genauigkeit verwendet werden.
Die Me¯bolzen 33 sind gegen das Herausfallen und am Verdrehen dadurch ge- sch tzt, da¯ sie mit einer angeschliffenen flachen Einkerbung 36 versehen sind, in welche die plangedrehten Füsse von Schrauben 37 bis nahe an den Grund eingreifen. ohne dass die freie Beweglichkeit derselben innerhalb des Messbereiches jedes Messkopfes behindert wird. Die Schrauben 37 können gleichzeitig zum Festschrauben eines Ver schlnssdeekels 38 dienstbar gemacht, werden.
Selbstverständlich können auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 4 die Messkopfe auswechselbar gemacht werden.
Ebenso k¯nnen auch diese GerÏte durch VerlÏngerung des GehÏuses und der Nadel be liebig lang gebaut werden. Sie werden sich in dieser Ausführung besonders zum Abmes- sen von Gewehrläufen und dergleichen eignen, f r welche kleinen Durchmesser die Anbringung von frei bewegliehen Messbolzen untun- lich wird.
In Fig. 6 ist die Anwendung einor sogenannten Tasteruhr zum Messen der Nadel verschiebunganStelleder in Fig. 3 und 4 verwendeten MikrometerNohraube gezeigt.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass bei entsprechender Graduierung des Zifferblattes, das Ma? der Bohrung sofort nach Loslassen des Handgriffes 28 abgelesen werden kann, ohne dass am Instrument weiter r manipuliert werden muss. Dabei ist der mit dem Gehäuse 37 der Tasteruhr fest verbundem Hals 38, durch welchen der Taster 39 durchtritt, z. B. in die verlängerte Büchse 24 eingepre?t, die ihrerseits durch die Schraube 25 wieder mit dem GehÏuse 1 verbunden ist.
Der Taster 39 steht unter Wirkung der nicht gezeigtenUhrwerksfederundbleibt daher bei der Verschiebung der Nadel nach vorn oder hinten immer mit dem Ende der Nadelver- längerung in Berührung.
Diese Anordnung eignet sich insbesondere für die Kontrolle grosser-Stiiekzahlen des gleichen WerkstAckes, wo ohne Zeitverhist ein n St ck um das andere ausgemessen wer- den muss. Degt man mittelst der an. solchen Tasteruhren bekannten, über dem Zifferblatt verschiebbaren Marken 40 die jeweiligen Fehlertoleranzenfest,soermogtlioht'dasGe- rat eine sehr rasche und bequeme Kontrolle selbst bei sehr kleinen Fehlertoleranzen, wenn ein Teilstrich der Zifferblattskala z. B.
1/1000 mm bedeutet, was ohne weiteres erreich- bar ist.
Während die bisher beschriebenen Geräte zum Messen zylindrischer Bohrungen dienten, zeigt Fig. 7 ein solches zum Messen des Durchmessers, zylindrischer Wellen und des Aussenabsta. ndes paralleler ebener Flächen.
Zu diesem Zwecke ist die Körperhülse mit einem seitlichen Ansatz 41 ausgerüstet, welcher ein senkrecht gegen die Achse der Nadel 2 gerichtetes Widerlager 42 trägt. Die wie frayer durch Mikrometersehraube oder Federkra ft achsial bewegliche Na ; del weist an St-elle des konischen Endes eine schief ange- schliffene ebene FlÏche 43 auf, deren Neigung derjenigen des früheren Konus entspricht. Diese schiefe FlÏche wirkt auf einen im Gehäuse 1 beweglich gelagerten Taststift 33, der wieder durch eine in die Verbe 36 hineinragende Schraube 37 gegen Heraus- fallen geschützt ist. Wie früher dient die Schraube 37 zugleich zur Befestigung des Verschlussdeckels 38.
Die Messung des Wel lendurchmessersgeschiehtnundadurch,dass man das GerÏt bei zur ckgezogener Nadel etwa so weit über die Welle schiebt, bis die Mitten des Widerlagers 42 und des Messbolzens über einem Durchmesser stehen. Nach Loslassen der Nadel kann man alsdann das Ma? dieses Durchmessers an der nicht ge zeichneten Messhülse oder Tastenuhr ablesen, deren Nullpunkte vorher wieder mittelst eines Normalma¯es festgelegt wurden.
Die beschriebenen Ausführungen ergeben natürlich nur einen kleinen Messbereich,der immerhin alle in der Praxis des Maschinen- baues vorkommenden Abmasse gegenüber dem jeweiligen Normalma¯ reichlich deckt. Wie indessen bei dem GerÏt zum Ausmessen von Bohrungen der Messbereich des Gerätes durch die Verrmendung auswechselbarer Messkopfe f r alle Normalmasse eines bestimmten Bereiches wesentlich erweitert werden kann, so ist dies bei dem Wellenmessgerät gemäss Fig.
7 dadurch möglich, dass man das Wider- lager 42 als plangeschliffenes Ende eines auswechselbaren Schraubenbolzens 44 ausbildet, welcher in den Ansatz 41 eingeschraubt wird, bis die Schulter 45 des Bolzengriffes 46 satt an der plangeschliffenen FlÏche 47 des Ansatzes 41 aufliegt.
Den freien Bolzenschäften wird man dabei zweck- mässigerweise die genaue Länge von Normal massengeben. Ebenso k¯nnte natürlich anstatt solcher Normalbolzen eine eigentliche Mikrometerschraube mit Messhülse verwendet werden, wobei aber, wenn man auf den Tau sendstelmillimeter genau messen will, bei jeder Einstellung auf ein neues Ma? ein Normalmass zu Hilfe genommen werden muss, da die praktische Messgenauigkeit der Mikro- meterschraube nicht über einen Hundertstelmillimeter hinausgeht.
Um das Gerät zum Messen von Bohrungen und Wellen verwenden zu können, ist das Ïu?ere Ende des Tastkorpers zylindrisch ge- schliffen : soll dagegen das Gerät zum blessez von Abständen ebener para. Ileiler Flächen verwendet werden können, so werden Tastkörper eingesetzt, deren äusseres Ende plange- schliffen ist.
In Fig. 9 ist schematisch zum Teil in Vor deransicht, zum Teil im Schnitt ein Gerät da-rgestellt, welches der Messung des Abstandes ebener paralleler FlÏchen dient. 2 ist die Nadel mit einer AbschrÏgung 43, welche auf den Messbolzen 33 wirkt. 48 und 49 sind die zwei FlÏchen, deren Abstand gemessen werden soll, und 1 ist eine zweckmässige Form des Messkopfes.
Die Nadeln der Geräte nach Fig. 7 bis 9 konnten natürlich auch mit konischem Ende ausgeführt werden. Das w rde aber hier wegen des Vorhandenseins nur eines Mess- bolzens den Ubelstand mit sich bringen, dass der Anlagedruck des Messbolzens an der zu messenden FlÏche verbiegend auf die Nadel wirkt, was die Me?genauigkeit schÏdlich be einflussen würde. Man wird also zweekmässi- gerweise das Nadelende nur einseitig absehrä gen und die der Abschrägung gegenüberlie- gende ZylinderflÏche beibehalten. damit der Messdruck unmittelbar von der zylindrischen Wand der Gehäusebohrung aufgefangen wird.
Während bei der Anordnung nach Fig. 1 die kegelige Form des Nadelendes wegen der Nadeldrehung unerlässlich und der entspre- chende Hohlschliff der Tastbolzen gemäss Fig. 10 empfehlenswert ist, ist die kegelige Form einer nicht rotierenden Nadel, wie sie bei den Beispielen nach den Fig. 3 bis 6 vorhanden ist, nicht notwendig und die Nadelspitze, wie in der Fig. 11 gezeigt ist, pyrami- denförmig ausgebildet. Die Zahl der FlÏchen ent. spricht der Anzahl der ltastbolzen 33.
In diesem Falle können die auf der Nadel glei tenden Flächen der Messbolzen anstatt hohl einfach schrÏg eben geschliffen werden, so daB sie in jeder Stellung'der Nadel auf ihrer ganzen Fläche anfliegen. wodurch ihre Ab- nützung verringert wird. Dem Kanten der Nadel kann man dadurch begegnen, dass man dem Nadelgriff 28 im Schlitz 27 seitlich etwas Spiel gibt, damit sich die losgelassene Nadel frei nach den Messbolzenflächen einstellen kann.