Einrichtung zur Ermittlung einer Vielzahl von Dickenmassen an mechanischen Prüflingen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Ermittlung einer Vielzahl von Dickenmassen an mechanischen Prüflingen durch gleichzeitige Abtastung unter Verwendung je eines Tastorgans pro Messposition am Prüfling.
Derartige Einrichtungen sind bereits bekannt, werden als Mehrfach-Prüfeinrichtungen bezeichnet und beispielsweise zur gleichzeitigen Ermittlung der Abweichung von den Sollwerten verschiedener Durchmesser an Kurbelwellen oder anderen Drehkörpern verwendet. Auch flächenhafte Werkstücke können auf diese Weise bezüglich des Dickenmasses an yerschiedenen gewünschten Messpositionen überprüft werden.
Die der vorliegenden Einrichtung zugrunde liegende Aufgabe ist aber mit den bekannten Einrichtungen nicht lösbar, weil die einzelnen Messpositionen nur einen kleinen Abstand voneinander besitzen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen Messtisch, eingerichtet zur automatischen Zuführung des Prüflings in einer vorbestimmten Lage relativ zu einer gegenüber der Messtischoberfläche heb- und senkbaren Prüfpatrize, durch eine mit dem Messtisch kraftschlüssig verbundene Halterung für die Tastorgane, durch eine an der Halterung befestigte Führungseinrichtung für die zwischen einer Arbeits- und einer Ruhestellung heb- und senkbare Prüfpatrize, durch je einen in der Prüfpatrize spielfrei gelagerten längsverschiebbaren Taststift pro Messposition eingerichtet zur Abtastung der betreffenden Position des Prüflings in der Arbeitsstellung der Prüfpatrize und zur Abhebung vom Prüfling beim Übergang der Prüfpatrize in die Ruhestellung, durch je einen spielfrei auf der Halterung gelagerte, von der Prüfpatrize radial nach aussen verlaufenden Tasthebel pro Taststift,
der mit seinem radial innen gelegenen Ende mittels einer Vorspannung auf dem vom Prüfling abgekehrten Ende des Taststifts aufliegt und an einer radial aussen gelegenen Stelle vom Tastorgan abgetastet wird.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 bis 7 näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Abtaststation der Einrichtung,
Fig. 2 ein einzelnes Abtastorgan mit dem zugehörigen Tasthebel der Abtaststation nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Grundriss der Klemmfassung für das Tastorgan in der Fig. 2,
Fig. 4 einen Aufriss längs der Schnittebene A-A der Fig. 2,
Fig. 5 einen Grundriss einer Abtaststation nach Fig. 1 bestückt mit 12 Tastorganen,
Fig. 6 und 7 einen Grundriss bzw. einen Längsschnitt in der Schnittebene A-A von Fig. 7, einer Prüfpatrize in grösserem Massstab.
Das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel besteht aus einer automatischen Zuführungseinrichtung für die Prüflinge zu einem Messtisch, aus einer diesen Messtisch mit umfassenden Abtaststa tion, aus einer Sortierweiche für die Prüflinge und aus einem elektrischen Auswertungsgerät zur Steuerung der Sortierweiche.
Eine Abtaststation, hier beispielsweise zur gleichzeitigen Abtastung yon maximal 12 Messpositionen einer Uhr-Werkplatte eingerichtet, zeigen die Fig. 1 und 4. Der Prüfling 10 befindet sich in einer passenden Ausnehmung des Drehtellers 11, die derart ausgebildet ist, dass der Prüfling 10 in einer genau definierten Lage relativ zu der Prüfpatrize 12 auf den Messtisch 13 zu liegen kommt, wenn sich die Ausnehmung des Drehtellers 11 in Deckung bzw. koaxial zu einer Ausnehmung im stationären Teller 14 befindet, durch die der Messtisch 13 hindurchragt. Der Messtisch 13 ist hier z. B. mit einer Anzahl paralleler Hartmetallschienen (senkrecht zur Zeich- nungsebene der Fig. 1 verlaufend) ausgestattet, die eine plangeschliffene Auflagefläche für den Prüfling 10 bilden.
Diese Messtischfläche liegt angenähert in der gleichen Ebene wie die Oberfläche des Tellers 14, auf welcher der Prüfling 10 mit seiner Unterseite gleitet, wenn sich der Drehteller 11 gegenüber dem stationären Teller 14 bewegt.
Die zylindrische Prüfpatrize 12 ist gegenüber dem räumlich feststehenden Messtisch 13 heb- und senkbar ausgebildet und gleitet spielfrei in einer Bohrung der Halterung 15. An dieser Halterung 15 ist der Messtisch 13 kraftschlüssig befestigt (nicht gezeichnet).
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Hubmagnet 16 mit einem Hubanker 17 vorgesehen, der bei Erregung des Magneten 16 über die Hubstange 18 eine Buchse 19 anhebt, deren unterer Rand in eine Platte 20 an der Prüfpatrize eingreift und dieselbe mit anhebt. Im stromlosen Zustand des Magneten 16 befindet sich die Prüfpatrize 12 in ihrer Arbeitsstellung, in der die Abtastung des Prüflings 10 erfolgt, bei erregtem Magneten 16 dagegen in ihrer Ruhestellung.
Die in Fig. 6 und 7 in grösserem Massstab dargestellte Prüfpatrize 12 besteht hier beispielsweise aus einer äusseren Hülse 21 und je einer Deckbzw. Bodenplatte 22 bzw. 23 aus Hartmetall. In entsprechenden Bohrungen dieser Boden- und Deckplatte befinden sich Taststifte, von denen nur der mit 24 bezeichnete in Fig. 6 wiedergegeben ist, die spielfrei längsbeweglich sind. Ein am oberen Ende der Taststifte 24 angebrachter Kragen 25 bewirkt, dass in der gezeichneten Lage der Prüfpatrize 12 zwar die Taststifte ohne Behinderung den auf dem Messtisch 13 befindlichen Prüfling 10 (gestrichelt angedeutet) abtasten können, aber beim Anheben der Platte 20 sämtliche Taststifte 24 mit hochgehoben werden, so dass der Prüfling 10 zum Abtransport frei ist. Die Prüfpatrize 12 ist mittels der Schraube 26 (Fig. 1) und dem Passstift 27 auswechselbar an der Halterung 15 (Fig. 1) befestigt.
Die Prüfpatrize 12 weist, wie aus dem Grundriss in Fig. 7 ersichtlich ist, bis zu zwölf Taststifte 25 auf, nämlich je einen pro abzutastender Messposition des Prüflings 10.
Das dem Prüfling 10 zugekehrte Ende der Taststifte 24 ist angespitzt oder der Gestalt der abzutastenden Messposition des Prüflings 10 angepasst. Das obere Ende ist mit einem Hartmetallfortsatz 28 versehen, der plan geschliffen ist und auf dem, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, das eine Ende eines Tasthebels 29, der durch die Zugfeder 30 vorgespannt ist, aufliegt. In Arbeitsstellung der Prüfpatrize 12, die in Fig. 1 gezeichnet ist, ruht deren Platte 20 auf der Hülse 21 (Fig. 6), so dass die Längsbewegung der Taststifte 24 nicht behindert ist und dieselben durch die Vorspannung der Tasthebel 29 auf die abzutastende Messposition des Prüflings 10 gedrückt werden. Die den einzelnen Taststiften 24 zugeordneten Tasthebel 29 verlaufen von der Prüfpatrize aus radial nach aussen.
In Fig. 2 und 3 ist ein derartiger Tasthebel 29 einzeln wiedergegeben, zusammen mit dem Tastorgan 31 mit der Tastsonde 32. Die Klemmfassung 33 für das Tastorgan 31 ist kraftschlüssig an der Halterung 15 (Fig. 1) befestigt und dient gleichzeitig als Lagerblock für das spielfreie Kugel-Drehgelenk 34 des Tasthebels 29. Die Tastsonde 32 des Tastorgans 31 ist zur Abtastung des radial aussen gelegenen Endes des Tasthebels 29 bestimmt, das hier mit einem plangeschliffenen Hartmetallplättchen 35 versehen ist.
Aus der Fig. 4, einem Schnitt längs der Ebene A-A, ist der Aufbau des zweiteiligen Kugel-Drehgelenks 34 für den Tasthebel 29 ersichtlich.
Die in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 5 im Grundriss wiedergegebene Abtaststation kann hier z. B. mit ein bis zwölf Tastorganen 31 bestückt werden, ist also zur Ermittlung von gleichzeitig maximal zwölf Messpositionen am Prüfling geeignet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein elektrischer Antriebsmotor vorgesehen, der über einen Mechanismus bekannter Bauart den Drehtel ler 11 schrittweise bewegt, wobei im Drehteller 11 zehn Ausnehmungen zur Aufnahme der Prüflinge vorgesehen sind und in einer Minute 45 Drehschritte ausgeführt werden.
Wahlweise können durch Anderung der Übersetzung am Antriebsmotor, auch 60 oder 90 Drehschritte pro Minute erfolgen. Durch geeignete Gestaltung der Ausnehmungen im Drehteller 11, z. B. durch Verwendung von Kulissenscheiben, die der Gestalt der Prüflinge angepasst sind, kann gewährleistet werden, dass die Prüflinge in stets gleicher vorbestimmter Lage auf den Messtisch 13 gelangen.
Synchron mit dem Drehteller 11 wird ein Steuerkontakt (nicht eingezeichnet) betätigt, durch den bei jedem einzelnen Drehschritt die Erregung des Magneten 16 erst nach Stillstand des Drehtellers 11 abgeschaltet und dadurch die Prüfpatrize 12 in ihre Arbeitsstellung gebracht wird, aber bereits vor Beginn des nächstfolgenden Drehschrittes der Magnet 16 wieder erregt, die Prüfpatrize 12 in ihren Ruhezustand und der Prüfling 10 zum Abtransport freigegeben wird.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist anstelle des Magneten 16 und der Teile 17, 18 und 19 ein Hebelmechanismus vorgesehen, der über eine Gabel unter die Platte 20 der Prüfpatrize 12 greift und seitens des Antriebs für den Drehteller 11, synchron zu diesem betätigt wird. Durch diesen Hebelmechanismus wird erst beim Stillstand des Drehtellers 11 am Ende jedes Drehschritts die Prüfpatrize 12 in die Arbeitsstellung und noch vor Beginn des nächsten Drehschritts wieder in die Ruhestellung gebracht.
Als Tastorgane 31 können elektrische Kontakt Tastköpfe bekannter Bauart verwendet werden, bei denen die Tastsonde 32 mit einem beweglichen Um lings mittels je eines Tastorgans, insbesondere zur Abtastung von Prüfpositionen an Uhr-Rohwerken, gekennzeichnet durch einen Messtisch, eingerichtet zur automatischen Zuführung des Prüflings in einer vorbestimmten Lage relativ zu einer gegenüber der Messtischoberfläche heb- und senkbaren Prüfpatrize, durch eine mit dem Messtisch kraftschlüssig verbundene Halterung für die Tastorgane, durch eine an der Halterung befestigte Führungseinrichtung für die zwischen einer Arbeits- und einer Ruhestellung hebund senkbare Prüfpatrize,
durch je einen in der Prüfpatrize spielfrei gelagerten längsverschiebbaren Taststift pro Messposition eingerichtet zur Abtastung der betreffenden Position im Prüfling in der Arbeitsstellung der Prüfpatrize und zur Abhebung vom Prüfling beim Übergang der Prüfpatrize in die Ruhe stellung, durch je einen spielfrei auf der E Halterung gelagerten, von der Prüfpatrize radial nach aussen verlaufenden Tasthebel pro Taststift, der mit seinem radial innen gelegenen Ende mittels einer Vorspannung auf dem vom Prüfling abgekehrten Ende des Taststifts aufliegt und an einer radial aussen gelegenen Stelle vom Tastorgan abgetastet wird.
Device for determining a large number of thicknesses on mechanical test objects
The present invention relates to devices for determining a large number of thicknesses on mechanical test objects by means of simultaneous scanning using one feeler element for each measurement position on the test object.
Such devices are already known, are referred to as multiple test devices and are used, for example, for the simultaneous determination of the deviation from the setpoint values of different diameters on crankshafts or other rotating bodies. Flat workpieces can also be checked in this way with regard to their thickness at various desired measurement positions.
The task on which the present device is based cannot, however, be achieved with the known devices because the individual measurement positions are only a small distance apart.
The device according to the invention is characterized by a measuring table, set up for automatic feeding of the test object in a predetermined position relative to a test male that can be raised and lowered with respect to the measuring table surface, by a holder for the sensing elements connected to the measuring table in a non-positive manner, by a guide device attached to the holder for the test die that can be raised and lowered between a working and a rest position, set up by a longitudinally displaceable stylus per measuring position, which is mounted in the test die free of play, to scan the relevant position of the test piece in the working position of the test die and to lift it off the test piece when the test die passes over into the rest position, by means of a feeler lever for each feeler pin, which is mounted on the holder without play and extends radially outward from the test male,
which rests with its radially inner end by means of a preload on the end of the stylus facing away from the test object and is scanned by the feeler element at a radially outer point.
The subject of the invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment with reference to FIGS. 1 to 7. These show:
1 shows a longitudinal section through the scanning station of the device,
FIG. 2 shows a single scanning element with the associated scanning lever of the scanning station according to FIG. 1,
FIG. 3 is a plan view of the clamp mount for the feeler element in FIG. 2,
Fig. 4 is an elevation along the section plane A-A of Fig. 2,
FIG. 5 shows a floor plan of a scanning station according to FIG. 1 equipped with 12 scanning elements,
6 and 7 a plan view and a longitudinal section in the plane A-A of Fig. 7, a test male on a larger scale.
The embodiment described below consists of an automatic feed device for the test items to a measuring table, a measuring table with comprehensive scanning station, a sorting gate for the test items and an electrical evaluation device for controlling the sorting gate.
A scanning station, here set up for example for simultaneous scanning of a maximum of 12 measuring positions of a watch movement plate, is shown in FIGS. 1 and 4. The test piece 10 is located in a suitable recess of the turntable 11, which is designed such that the test piece 10 is in a precisely defined position relative to the test male 12 comes to rest on the measuring table 13 when the recess of the turntable 11 is in congruence or coaxial with a recess in the stationary plate 14 through which the measuring table 13 protrudes. The measuring table 13 is here, for. B. equipped with a number of parallel hard metal rails (running perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1), which form a plane-ground support surface for the test object 10.
This measuring table surface lies approximately in the same plane as the surface of the plate 14 on which the test specimen 10 slides with its underside when the rotary plate 11 moves with respect to the stationary plate 14.
The cylindrical test male 12 can be raised and lowered with respect to the spatially fixed measuring table 13 and slides without play in a hole in the holder 15. The measuring table 13 is non-positively attached to this holder 15 (not shown).
In the present embodiment, a lifting magnet 16 is provided with a lifting armature 17 which, when the magnet 16 is excited, lifts a socket 19 via the lifting rod 18, the lower edge of which engages in a plate 20 on the test male and also lifts the same. When the magnet 16 is de-energized, the test die 12 is in its working position, in which the test object 10 is scanned, but when the magnet 16 is energized it is in its rest position.
The test male 12 shown on a larger scale in FIGS. 6 and 7 consists here, for example, of an outer sleeve 21 and one cover or one each. Base plate 22 or 23 made of hard metal. In corresponding bores of this base and cover plate there are stylus pins, of which only the one labeled 24 is shown in FIG. 6, which can be moved longitudinally without play. A collar 25 attached to the upper end of the stylus 24 has the effect that, in the position shown of the test male part 12, the stylus can scan the test object 10 (indicated by dashed lines) on the measuring table 13 without hindrance, but all the stylus 24 with it when the plate 20 is lifted are lifted so that the test item 10 is free to be transported away. The test male 12 is fastened to the holder 15 (FIG. 1) in an exchangeable manner by means of the screw 26 (FIG. 1) and the dowel pin 27.
As can be seen from the floor plan in FIG. 7, the test male 12 has up to twelve feeler pins 25, namely one for each measurement position of the test object 10 to be scanned.
The end of the stylus pins 24 facing the test object 10 is pointed or adapted to the shape of the measurement position of the test object 10 to be scanned. The upper end is provided with a hard metal extension 28 which is ground flat and on which, as can be seen from FIG. 1, the one end of a feeler lever 29 which is prestressed by the tension spring 30 rests. In the working position of the test male 12, which is shown in Fig. 1, its plate 20 rests on the sleeve 21 (Fig. 6), so that the longitudinal movement of the stylus 24 is not hindered and the same through the bias of the sensing lever 29 to the measuring position to be scanned of the test item 10 are pressed. The feeler levers 29 assigned to the individual feeler pins 24 extend radially outward from the test male.
In Fig. 2 and 3 such a feeler lever 29 is shown individually, together with the feeler element 31 with the feeler probe 32. The clamp mount 33 for the feeler element 31 is non-positively attached to the holder 15 (Fig. 1) and serves as a bearing block for the Backlash-free ball swivel joint 34 of the feeler lever 29. The feeler probe 32 of the feeler member 31 is intended for scanning the radially outer end of the feeler lever 29, which is provided here with a flat-ground hard metal plate 35.
From FIG. 4, a section along the plane A-A, the structure of the two-part ball swivel joint 34 for the feeler lever 29 can be seen.
The scanning station shown in longitudinal section in FIG. 1 and in plan in FIG. B. can be equipped with one to twelve sensing elements 31, so it is suitable for determining a maximum of twelve measurement positions on the test object at the same time.
In the present embodiment, an electric drive motor is provided, which moves the Drehtel ler 11 step by step via a mechanism of known design, ten recesses are provided in the turntable 11 for receiving the test specimens and 45 rotary steps are performed in one minute.
Optionally, by changing the gear ratio on the drive motor, 60 or 90 rotary steps per minute can be made. By suitable design of the recesses in the turntable 11, for. B. by using link disks that are adapted to the shape of the test objects, it can be ensured that the test objects always arrive in the same predetermined position on the measuring table 13.
A control contact (not shown) is actuated synchronously with the turntable 11, by means of which the excitation of the magnet 16 is only switched off after the turntable 11 has come to a standstill with each individual rotary step, thereby bringing the test die 12 into its working position, but before the start of the next rotary step the magnet 16 is energized again, the test die 12 is in its resting state and the test piece 10 is released for removal.
In another embodiment, instead of the magnet 16 and the parts 17, 18 and 19, a lever mechanism is provided which engages under the plate 20 of the test male 12 via a fork and is operated synchronously with the drive for the turntable 11. By means of this lever mechanism, the test male 12 is only brought into the working position when the turntable 11 comes to a standstill at the end of each turning step and is brought back into the rest position before the beginning of the next turning step.
Electrical contact probes of known design can be used as sensing elements 31, in which the sensing probe 32 with a movable order lings by means of a sensing element each, in particular for scanning test positions on watch raw works, characterized by a measuring table, set up for automatic feeding of the test object in a predetermined position relative to a test male that can be raised and lowered with respect to the surface of the measuring table, by means of a holder for the sensing elements connected to the measuring table in a non-positive manner, by a guide device attached to the holder for the test male that can be raised and lowered between a working position and a rest position,
by means of one longitudinally displaceable stylus per measuring position, which is mounted in the test die without play, to scan the relevant position in the test piece in the working position of the test die and to lift it off the test piece when the test die is moved to the rest position, by means of one in each case supported on the E holder without play the test male radially outwardly extending feeler lever per feeler pin, which rests with its radially inner end by means of a preload on the end of the feeler pin facing away from the test object and is scanned at a radially outer point by the feeler element.