Bohrlehre.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrlehre, die beispielsweise so ausgebildet sein kann, dass mit ihr festgestellt werden kann, ob eine Bohrung die vorgeschriebenen Toleranzen aufweist.
Die bisher meist verwendeten sogenannten Zapfenlehren weisen zwei Zylinder auf, von welchen je einer auf einer Seite eines Handgriffes angeordnet ist und wobei der eine Zylinder auf die Minimalioleranz und der andere auf die Maximaltoleranz geschliffen worden ist. Solche Lehren besitzen z. B. den Nachteil, dass sie nicht dazu verwendet werden können, um festzustellen, dass eine Bohrung unrund ist. Eine solche Lehre ermöglicht lediglich, die Grösse des eingeschriebenen Kreises einer Bohrung zu prüfen.
Eine andere Lehrenart, um Löcher und Bohrungen zu prüfen, weist einen als äquatorialen Kugelaussehnitt ausgebildeten Teil auf, der die Minimallehre darstellt. Gleichzeitig ist auf der Minimallehre, nahe dem Äquator derselben, ein kugelig bearbeiteter Knopf vorgesehen, welcher die Maximallehre darstellt. Da bei der Verwendung dieser Lehre erforderlich ist, den Messteil in so stark geneigter Lage in die Bohrung einzuführen, dass lediglich der die minimale Toleranz feststellende Teil der Lehre mit der Bohrung in Berührung kommt, ist es unmöglich, die Lehre in eine tiefe Bohrung einzuführen, weil der Lehrengriff dabei mit dem Rand der Bohrung in Berührung kommen würde, bevor die Lehre genügend weit eingeführt worden ist, um die Durehmesserverhältnisse am Ende der Bohrung zu prüfen.
Die Lehre gemäss vorliegender Erfindung kann so ausgebildet sein, dass sie diese Naeh- teile nicht aufweist. Die erfindungsgemässe Bohrlehre ermöglicht bei entsprechender Ausbildung nicht nur eine Bohrung sehr genau zu prüfen, sondern auch, dass ein konischer Verlauf oder Unrundheiten der Bohrung festgestellt werden können, und zwar auch, wenn die Konizität oder Unrundheit den Eintrittsdurchmesser der Bohrung kleiner machen als dem Durchmesser des z. B. die Minimaltoleranz darstellenden Messteils entspricht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Ausnehmung der äquatorialen Kugelzone vom Äquator bis zur hintern Kante der äquatorialen Zone, d. h. im Drehsinne einer beim Messen auszuführenden Schwenkbewegung des Messteils, wobei der Stoss zwischen dem von der Ausnehmung gebildeten Oberflächenteil mit dem in der Messoberfläche enthaltenen Zonenteil eine scharfe Kante bildet, mit welcher eine reinigende Wirkung in bezug auf die zu messende Bohrung ausgeübt werden kann, um Fremdstoffe zu entfernen, die in der Bohrung vorhanden sein könnten.
In einer andern, weniger bevorzugten Aus fiihrungsform des Erfindungsgegenstandes ist der von der Ausnehmung der äquatorialen Kugelzone gebildete Messoberflächen teil zylindrisch, wobei die Ausnehmung sich beidseitig vom Äquator weg erstreckt. Der Radius dieser zylindrischen Fläche ist dabei kleiner als der Radius des in der Messoberfläche enthaltenen Zonenteils, da die zylindrische Fläche nicht zum Messen, sondern lediglich dazu dient, um das erforderliche Spiel zum Einführen des Messteils in die Bohrung zu erhalten.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform mit einem Minimalund einem Maximalmassmessteil, und zwar ist der Minimalmassmessteil in die zu prüfende Bohrung eingeführt gezeigt.
Fig. 2 zeigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Ansicht ein weiteres Stadium des Prüfvorganges.
Fig. 3 zeigt die Verhältnisse, wenn der Durchmesser der zu prüfenden Bohrung grö sser ist als der des Minimalmassmessteils.
Fig. 4 ist eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansicht, wobei jedoch die Lehre mit dem Maximalmassmessteil in eine Bohrung eingeführt ist, wobei die Bohrung innerhalb der Toleranzgrenzen liegt, d. h. der Bohrungsdurchmesser kleiner ist als der Messdurchmesser des Maximalmassmessteils.
Fig. Sist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, wobei jedoch die zu prüfende Bohrung einen grösseren Durchmesser aufweist, als maximal zulässig ist.
Fig. 6 ist eine Stirnansicht der Lehre gemäss Fig. 1 bis 5 und zeigt die Art und Weise, in welcher die Teile der Messoberfläche des Messteils bildenden Ausnehmungen der äquatorialen Zone der lçugelfläche abgeschliffen sind, um die Berührlmgsfläche des Messteils mit der Bohrung zu vermindern und um zu erreichen, dass der Messteil in der Bohrung eingeführt und auch eine konische oder im- runde Bohrung leicht geprüft werden kann.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform mit einem Maximal-und einem Minimalmassmessteil, bei welcher eine Verminderung der Berührungsfläche der Messteile vermittels eines zylindrischen Flä- chenteils der Messoberfläche erhalten ist, wobei der Minimalmassmessteil in die - zu prüfende Bohrung eingeführt ist.
Fig. 8 ist eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht und illustriert ein späteres Stadium des Prüfvorganges.
Fig. 9 zeigt in einer der Fig. 8 ähnlichen Ansicht die Verhältnisse, wenn der Durchmesser der zu prüfenden Bohrung grösser ist als derjenige des Minimalmassmessteils.
Fig. 10 ist eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht, wobei der Maximalmassmessteil in eine Bohrung eingeführt ist, deren Durchmesser innerhalb der Toleranzgrenzen liegt.
Fig. 11 zeigt in einer der Fig. 10 ähnlichen Ansicht die Verhältnisse, wenn der Durchmesser der zu prüfenden Bohrung oberhalb der Maximaltoleranz liegt.
Fig. 12 ist eine Ansicht einer keine Aus führungsform der Erfindung darstellenden Lehre mit einem Messteil, bei dem die zur Bildung der Messoberfläche dienende äquatoriale Kugelzone keine Ausnehmung aufweist, wobei ersichtlich ist, dass eine solche Lehre stärker gekippt werden muss, als die in den Fig. 1 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung, um in eine Bohrung eingeführt werden zu können, und
Fig. 13 zeigt in einer der Fig. 7 ähnlichen Ansicht, dass die Lehre gemäss der zweiten Ausfahrungsform mit Lehrengriff parallel zur Achse der zu prüfenden Bohrung in diese eingeführt werden kann.
Bei der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Lehre bezeichnet 10 den Messteil, der den minimalen Messdurchmesser besitzt und dessen Messoberfläche zwei sich diametral gegenüberliegende Teile einer äquatorialen Zone 11 einer Kugelfläche aufweist, wie sie durch gestrichelte Linien 12 angedeutet ist.
Seitlich an die beiden Zonenteile anschlie ssend ist der Körper des Messteils 10 ab geflacht, wie bei 13 (Fig. 1 und 6) angedeutet. Für den übrigen Teil jedes der sich diametral gegenüberliegenden Messoberflächen- teile ist die äquatoriale Zone 11, wie bei 15 angedeutet, ausgenommen.
Die Ausnehmung gen erstrecken sich jeweils vom Äquator der Zone bis zur im Uhrzeigersinn auf den Äquator folgenden Kante dieser Zone und bilden entsprechende Flächenteile ani Körper. Diese Ausnehmungen sind, wie durch gestrichelte Bogen 16 angedeutet, zylindrisch, so dass durch sie am Körper konkave Messoberflächenteile gebildet sind und an der Stossstelle des zur Bildung der Messoberfläehe dienenden Zonenteils mit dem konkaven Flä chenteil eine scharfe Messkante erhalten wird.
Es ist klar, dass die diametrale Entfernung der beiden Messkanten den Kugeldurchmesser d der Zone 11 und somit den Messdurchmesser des Minimalmassmessteils darstellt.
Der Maximalmassmessteil 17 ist praktisch genau gleich ausgebildet wie der Teil 10, nur ist zwecks Unterscheidung der beiden Messteile die Breite des Körpers des Messteil 17 etwas kleiner als beim Messteil 10. Der Messteil 17 weist ebenfalls eine Messoberfläche auf, die zwei sich diametral gegenüberliegende Flächenteile einer äquatorialen Zone 18 einer Kugelfläehe 19 enthält. Der Kugeldurchmesser d' dieser Zone stellt den maximal tolerierten Durchmesser dar. Der Körper des Messteils 17 ist zwischen den beiden Flächenteilen der Zone 18 mit Abflachungen 20 versehen, welche den Abflachungen 13 beim Messteil 10 entsprechen. In gleicher Weise ist auch zur Bildung des übrigen Teils der Messoberfläche des Messteils 17 die äquatoriale Zone 18 mit Ausnehmungen 21 bei den zur Bildung der Messoberfläche dienenden Zonenflächenteilen versehen.
Die von den Ausnehmungen gebildeten Flächenteile am Körper des Messteils sind ebenfalls konkav, wie durch die gestrichelten Linien 22 angedeutet. Die konkave Form der Flächenteile ergibt eine scharfe Kante bei den Stossstellen zwischen den zur Bildung der Messoberfläche dienenden Flächenteilen der Zone 18 und den Flächenteilen, die von den Ausnehmungen gebildet sind. Diese scharfe Kante bewirkt eine reinigende Wirkung in bezug auf die zu messende Bohrung, sie erleichtert das Entfernen von Fremdstoffen, welche in der zu prüfenden Bohrung vorhanden sein könnten.
Nötigenfalls können sich die Ausnehmungen 15 bzw. 21 auch von der betreffenden Kante der äquatorialen Zone bis über den Äquator hinaus erstrecken, wodurch es möglich wird, das Einführen der Messteile der Lehre in eine zu prüfende Bohrung, das durch diese Ausnehmungen ermöglicht ist, ohne Neigen der Lehre bezüglich der Bohrungsaxe auszuführen. Die beiden Messteile 10 und 17 sind auf einen gemeinsamen Griff 23 angeordnet, so dass der Minimalmass- und der zugehörige Maximalmassmessteil zusammengehalten sind und beim Gebraueh Verwechs- lungen weniger auftreten können. Selbstverständlich ist die Verwendung eines gemeinsamen Handgriffes zwar zweckmässig, aber nicht unbedingt nötig.
Sowohl beim Maximal- als auch beim Minimalmassmessteil 17 bzw. 10 könnte die äquatoriale Zone 18 bzw. 11 nur mit einer Ausnehmung 21 bzw. 15 statt deren zwei versehen sein, die bei einem der sich diametral gegenüberliegenden Flächenteile der Zone zur Bildung der Messoberfläche angeordnet ist, wobei die Verbindung der Stossstelle zwischen dem Kugelzonenflächenteil und dem von der Ausnehmung am Messteilkörper gebildeten Teil der Messoberfläche mit dem diametral gegenüberliegenden Kugelzoneuflächenteil den Prüfdurchmesser darstellt. Auch bei nur einer Ausnehmung ist die Einführung des Messteils in eine zu prüfende Bohrung möglich.
In Fig. 1 ist die Prüfung einer Bohrung mit dem Minimalmassmessteil 10 dargestellt.
Die Lehre ist mit einem kleinen Winkel in bezug auf die Achse der Bohrung eingeführt worden, und diese Einführung stellt den ersten Schritt bei der Prüfung des Minimaldurchmessers dar, obwohl sie an sich keine Grössenangabe liefert.
In Fig. 2 ist die Lehre um die Mitte des Messteils 10 verschwenkt worden, bis eine Berührung der Verbindungslinie der beiden Flächenteile der Messoberflächenteile mit der Wand der zu prüfenden Bohrung stattfindet. Die Tatsache, dass eine solche Berührung auftritt und dass der Messteil an den Kugelzonenflä chenteilen der Messoberfläche sich nicht ver schwenken lässt, zeigt an, dass die Bohrung des fraglichen Prüflings kleiner ist als der Minimaldurehmesser.
Fig. 3 zeigt die Einführung des Messteils 10 in eine Bohrung, deren Durchmesser grö sser ist als der Minimaldurchmesser, und die
Tatsache, dass die Lehre in der Bohrung um die Mitte des Messteils 10 gekippt werden kann, ohne dass dessen Messoberfläche in Berührung mit der Wand der Bohrung gelangt, zeigt, dass diese Bohrung einen grösseren Durchmesser aufweist als der minimale Durch messer des Teils 10.
In Fig. 4 ist dargestellt, wie der Maximal massmessteil 17 in eine Bohrung eingeführt ist, deren Durchmesser kleiner ist als der zulässige Maximaldurehmesser. Die Tatsache, dass der Durchmesser in diesem Falle den Erfordernissen entspricht, wird dadurch angezeigt, dass der Messteil 17 sich in der Bohrung verschwenken lässt, bis die Verbindungslinien zwischen den Kugelzonenfläehenteilen und den von den Ausnehmungen 21 gebildeten Flächenteilen der Messoberfläche gegen die Wandungen der Bohrung anliegen.
In Fig. 5 sind die Verhältnisse dargestellt, wenn die Lehre zur Prüfung einer Bohrung verwendet wird, deren Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des Maximalmassmessteils 17. Das freie Kippen der Lehre in die in dieser Figur angedeutete Lage zeigt, dass die Bohrung einen Durchmesser aufweist, der grösser ist als der zulässige Durchmesser.
Es ist ersichtlich, dass mit der Lehre gemäss Fig. 1 Unrundheiten und eine Konizität der Bohrung leicht geprüft werden können, da die Lehre bei in der Bohrung eingeführtem Messteil gekippt Grund, wie in Fig. 1 angedeutet, geneigt zur Bohrungsachse in die Bohrung eingeführt werden kann, auch wenn dieselbe einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Minimalmassmessteils, und dass infolgedessen, wenn der Messteil nach erfolgter Schwenkung der Lehre gegen die Wandung der Bohrungen anliegt, wie in Fig. 2 dargestellt, angezeigt wird dass die Bohrung an der in Frage stehenden geprüften Stelle einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der minimal noch zulässige Durchmesser.
Die Abflachungen am Körper der Messteile 10 bzw. 17, wie sie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich sind, ermöglichen es, den Messteil in unrunde Bohrungen einzuführen, und zwar mit den Messoberflächenteilen in der Hauptachse derselben, und die Boh rung auf den llauptdurchmesser zu prüfen, wobei angezeigt wird, ob es sich bei dieser Achse der Ellipse um den Minimaldurch- messer handelt oder nicht. Zusätzlich kann die Lehre natürlich um 90 verdreht wieder eingeführt werden, wodurch wiederum eine Prüfung der Bohrung stattfindet.
Wenn es dabei unmöglich ist, die Lehre zu versehen ken, wird dadurch angegeben, dass der Durchmesser der Bohrung hier kleiner ist als der geforderte minimale Durchmesser auf der kleinen Ellipsenachse, und wenn die Lehre verschwenkt, aber nicht in die in Fig. 3 gezeigte, dagegen wohl in die in Fig. 2 gezeigte Lage gekippt werden kann, so wird dadurch angegeben, dass die Länge der kleinen Ellipsenachse unterhalb dem Minimaldurehmesser liegt.
Bei der in den Fig. 7 bis 11 dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstaudes besitzt die Messoberfläche des Minimal massmessteils 25 wiederum aneinander diametral gegenüberliegende Flächenteile einer äquatorialen Zone 26 der durch gestrichelte Linien angedeuteten Kugelfläche 27. Der Durchmesser d der Kugel stellt den Minimaldurchmesser des Messteils dar. Der Körper des Teils 25 ist mit einer von einer Ausneh mimg 28 der Zone 26 gebildeten zylindrischen Fläche versehen, die den übrigen Teil der Messoberfläche bildet. Die Ausnehmung erstreckt sieh beidseitig vom Äquator der Zone weg, derart, dass jeder der einander gegenüberliegenden I(ugelzonenflächenteile durch sie unterteilt ist.
Der Durchmesser dl dieses zylindrischen Messoberflächenteils ist kleiner als der Durchmesser d. Die in Fig. 7 dargestellte Lehre umfasst auch einen Maximalmessteil 29, dessen Messoberfläche wieder die Zonenfläehenteile der äquatorialen Zone 30 einer Kugel 31 vom Durchmesser d', welcher den Messdurchmesser darstellt, enthält. Der Körper des Teils 29 ist ebenfalls mit einer den übrigen Teil der Messoberfläche bildenden zylindrischen Fläche 32 versehen, die von einer Ausnehmung der Zone 30 gebildet ist und sieh beidseitig vom Äquator der Zone weg erstreckt. Diese Zylinderfläche hat einen Durchmesser d'l, der kleiner ist als der Durchmesser d'.
Die Körper beider Messteile 25 und 29 weisen zwischen den beiden Teilen der Messoberfläche Abflachungen auf, die ähnlich denjenigen sind, die in Fig. 1 bis 6 mit 13 bzw. 20 bezeichnet sind.
Wie bei der ersten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind die beiden Messteile 25 und 29 an entgegengesetzten Enden eines gemeinsamen Griffes 33 angeordnet. Es könnten auch getrennte Griffe für die beiden Messteile vorgesehen sein.
Wie in Fig. 7 dargestellt, wird der Minimalmassmessteil 25 zum Prüfen einer Bohrung aehsgleieh mit der Bohrungsachse in dieselbe eingeführt.
In Fig. 8 ist die Lehre gekippt worden, bis die Verbindungslinien zwischen den Zonenfläehenteilen und den zylindrischen Flächenteilen der Messoberfläehe des Messteils gegen die Wand der Bohrung anliegen, wodurch angezeigt wird, dass der Bohrungsdurchmesser kleiner als der erforderliche Minimaldurehmesser ist.
In Fig. 9 sind die Verhältnisse dargestellt, wenn der Messteil 25 in eine Bohrung eingeführt worden ist, deren Durchmesser grösser ist als der vorgeschriebene Minimaldurchmesser. Wie dargestellt, kann die Lehre in diesem Falle über die Abstandslinie der bei Fig. 8 an der Bohrungswand anstehenden Verbindungslinien der Messoberfläche hinausgekippt werden; der Messteil liegt tatsächlich frei versehwenkbar in der Bohrung und die Lehre könnte bei der gezeichneten Anordnung gekippt werden, bis Griff 33 in Berührung mit der Kante der Bohrung kommt.
Nachdem eine Bohrung, wie in Fig. 9 dargestellt, geprüft worden ist und nachdem festgestellt wurde, dass sie einen grösseren Durchmesser besitzt als der geforderte Minimaldurehmesser, besteht der nächste Schritt darin, die Lehre umzukehren und den Maximalmassmessteil 29 in die Bohrung einzuführen. Dieser Vorgang ist in Fig. 10 dargestellt. In diesem Falle zeigt die Tatsache, dass die Verbindungsstellen zwischen den Zonenflächenteilen und den von der Ausnehmung 21 der Zone 30 gebildeten Flächenteilen 32 der Messoberfläehe gegen die Wandung der Bohrung anliegen, an, dass die Bohrung einen kleineren Durchmesser aufweist als der maximal tolerierte Durchmesser.
Hat die Bohrung einen grösseren Durchmesser als dieser Maximaldurehmesser, so liegen die in Fig. 11 dargestellten Verhältnisse vor, der Durchmesser der Bohrung liegt oberhalb der Toleranzgrenze und der Prüfling ist deshalb unbrauchbar.
Es ist ersichtlich, dass bei der bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes gemäss Fig. 1 bis 6 infolge der scharfen Kante zwischen den die beiden Messoberflächenteile bildenden Fläehenteilen ein besseres Reinigen der Bohrung stattfindet als bei der in Fig. 7 bis 11 dargestellten Konstruktion. Beide Ausführungsformen sind in dieser Beziehung einer Lehre mit einem Messteil mit nur von einer äquatorialen Kugelzone gebildeter Messoberflädie vorzllziehen, bei welcher die Tendenz vorhanden ist, Fremdkörper zwischen der kugeligen Messoberfläche und der Wand der Bohrung festzuklemmen.
Wenn eine sehr tiefe Bohrung zu prüfen ist, ist jedoch eine Lehre gemäss den Fig. 7 bis 11 einer solchen gemäss den Fig. 1 bis 6 vorzuziehen. Die Lehre gemäss den Fig. 1 bis 6 müsste dann mit einer solchen Neigung zur Bohrungsachse eingeführt werden, dass der Griff 23 gegen die Kante der Bohrung zur Auflage kommt. Diese Verhältnisse würden auch zutreffen, und zwar noch in grösserem Ausmasse bei einer Lehre, deren Messteil zwei einander diametral gegenüberliegende Messoberflächenteile aufweist, die vollständig von Teilen einer äquatorialen Kugelzone gebildet sind, wie in Fig. 12 dargestellt ist.
Durch Ver gleich der Fig. 13 mit Fig. 12 ergibt sich, dass die zylindrischen Messoberflächenteile 28 die Einführung der Lehre in eine Bohrung in einer Lage gestatten, bei welcher die Achse des Griff es parallel zu derjenigen der Bohrung verläuft, wodurch jede Schwierigkeit, die bei der Einführung der Lehre in einem Winkel zu dieser Achse vorhanden wäre, vermieden wird.
Die erste beschriebene Ausfüh- rungsform des Erfindungsgegenstandes ist jedoch die bevorzugte, da bei der Lehre gemäss den Fig. 7 bis 11 der Messteil in der Bohrung steckenbleiben und durch Schwenkung in entgegengesetztem Sinne zu der bei der Prüfung erfolgenden Schwenkung nicht befreit werden kann, da eine solche Schwenkung, bei welcher der Messteil gelöst werden soll, plötzlich erfolgen muss, wodurch bewirkt sein kann, dass die Lehre mit dem andern Paar von Verbindungslinien zwischen den Zonenfläehenteilen und den zylindrischen Flä- chenteilen 28 der Messoberfläche Iznr um so fester klemmt.
Infolge der schmalen äquatorialen Zone, welche bei beiden beschriebenen Ausführungs- formen zur Bildung der Messoberfläche verwendet ist, lassen sich auch blinde Bohrungen leicht bis an ihren Grund prüfen, da z. B. bei der Lehre gemäss Fig. 1 bis 6 die Verbindungslinien zwischen den Zonenflächenteilen und den von den Ausnehmungen der Zone gebildeten Flächenteilen der Messoberfläche, längs welchen die Messung erfolgt, vom Grund der Bohrung keinen grösseren Abstand aufweisen müssen als etwa 3/4 der Breite der zur Bildung der Messoberfläche verwendeten Teile der äquatorialen Zone des Massteils 10.
Beide beschriebenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes können zur Prüfung von Bohrungen, welche unrund sind oder die konisch gegen das Ende zu verlaufen, von welchem her die Lehre eingeführt wird, verwendet werden, da die von der bzw. den Ausuehmungen der Zone gebildeten Messoberflächenteile des Minimalmassmessteils die Einführung in eine Bohrung erleichtern, die am Einführungsende einen geringeren Durchmesser aufweist als der tolerierte Minimaldurchmesser. Das stellt z. B. einen grossen Vorteil dar, wenn ein Prüfling auf einer Maschine zu prüfen ist und die Lehre nicht vom weiteren Ende der Bohrung her eingeführt werden kann.