Pneumatisches Messgerät Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Mess gerät für eine berührungslose Messung von Werk stücken mit ebener oder gekrümmter Oberfläche und mit grösseren Bearbeitungszugaben, das mindestens einen eine Messdüse tragenden, mit Schutzführungen versehenen Tastkopf besitzt.
Die bekannten pneumatischen Messgeräte besitzen den Nachteil, dass sie für eine berührungslose Mes sung mit der gleichen Messdüsengrösse nur für Mes sungen an Werkstücken mit kleinen Bearbeitungs gaben verwendet werden können, weil sich die Strö mungsverhältnisse bereits bei einem freien Düsenab stand von mehr als 0,5 mm so verändern, dass un kontrollierbare Messwertverfälschungen auftreten. Dieser Nachteil kann auch nicht durch eine aus technisch-physikalischen Gründen begrenzte Erhö hung des Messdruckes oder der Messluftmenge beho ben werden, da die Wirtschaftlichkeit des Gerätes infolge des grossen Luftverbrauches gefährdet wäre.
Ferner würden die ganz erheblich zunehmende Ge räuschbildung und die gesundheitsschädliche feinste Zerstäubung der Kühl- und Schmierstoffe zu einer unvertretbaren Belastung des Bedienungspersonals führen. Um solche unmittelbare Messungen an Werk stücken mit verschieden grossen Abmessungen ein wandfrei durchführen zu können, war daher bisher eine kostspielige grosse Anzahl von entsprechend ab gestuften Düsengrössen erforderlich. Zur Überwin dung dieser Nachteile ist ein pneumatischer Tastkopf für eine mittelbare Messung entwickelt worden, bei dem das Werkstück nicht direkt von einer berüh rungslos wirkenden Messdüse, sondern von einem Tastbolzen abgetastet wird.
Der Tastbolzen beein flusst bei der Messung einen an der Sitzfläche dicht schliessenden Ventilteller, dessen Hub die Änderung des Staudruckes des der Messdüse zugeführten. Luftstromes bewirkt. Dieses auch als Schleifmess- lehre bezeichnete Messgerät besteht aus einem Messbügel, der einen oder mehrere Anschläge be sitzt. Diese Anschläge werden am Werkstück zur .
Anlage gebracht und dienen als Bezugsfläche für den gegenüberliegend angeordneten, mit dem Luftventil verbundenen Tastbolzen. Eine derartige Ausführung hat aber den Nachteil, dass sich der Messeinsatz am Tastbolzen und die festen Anschläge bald abnutzen, wodurch die Genauigkeit der Messungen stark beein trächtigt wird. Vor allem werden durch das mecha nische Abtasten Kratzer, Riefen und anderweitige Beschädigungen der Oberfläche verursacht, die in vielen Fällen den Ausschuss des Werkstückes zur Folge haben.
Diese Nachteile lassen sich beheben, wenn er findungsgemäss das Messgerät so ausgebildet ist, dass der Tastkopf an einem einstellbaren Tragkörper durch federnde Mittel derart befestigt ist, dass er im Bereich einer für dieses vorgesehenen Bearbeitungs zugabe zum Anliegen an ein Werkstück bringbar ist und sonst, was im Betrieb den Fertigmassbereich des betreffenden Werkstückes umfassen würde, an einem, an einem Tragkörper befestigten, während einer Mes sung praktisch gerätefesten Anschlag anliegt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Schutzführungen des Tastkopfes zum Ausgleich einer gegebenenfalls einge tretenen Abnutzung zwecks Einhaltung des festge legten freien Düsenabstandes als nachstellbare Lei sten oder Rollen ausgebildet sind.
Zur Erläuterung der Erfindung ist eine beispiels weise Ausführung des Erfindungsgegenstandes in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt, und zwar zeigen: Fig.1 den Aufbau eines Messgerätes für die Aussenmessung von zylindrischen Werkstücken, Fig. 2 die Lage der Tastköpfe bei der Einstellung der Messdüsen auf die Werkstückachse und Fig. 3 die Stellung der Tastköpfe zu Beginn des Arbeitsvorganges.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Gleitführung bezeichnet, auf der ein Schlitten 2 verschiebbar angeordnet ist, dessen Verschiebeweg gegen ein Werkstück 3 mit Hilfe einer Stellschraube 4 einstellbar ist. Auf dem Schlitten 2 ist eine vertikale Säule 5 angeordnet, die mit V-förmigen Führungsschienen 6 und 7 versehen ist. An der Säule 5 sind zwei Tragkörper 8 und 9 mit Hilfe je einer federverspannten Schlossmutter 10 bzw. 11 auf einer mit Rechts- und Linksgewinde 12' und 12" versehenen Gewindespindel 12 durch Drehung eines Rändelknopfes 13 zueinander oder voneinander bewegbar.
Zwecks einer leichten Mon tage ist das untere Gewinde mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt. über einen Rändelknopf 14, dessen als Hohlwelle ausgebildeter Schaft auf der Innen- und Aussenseite mit verschiedenem Ge winde versehen ist, und über eine mit Aussengewinde versehene Hohlwelle 15 ist die Gewindespindel 12 mit den Tragkörpern 8 und 9 in einem mit der Säule 5 fest verbundenen, mit Innengewinde versehenen Lagerkörper 16 in der Höhe einstellbar. Die Hohl welle 15 ist durch eine Keilnutverbindung in dem Lagerkörper 16 gegen Drehung gesichert und an einem Flansch 17 der Gewindespindel 12 und an dem Schaft 13' des Rändelknopfes 13 abgestützt.
Das Spiel zwischen den Führungsschienen 6 und 7 und den Tragkörpern 8 und 9 ist durch Einstell schrauben 18 und 19 und Gegenmuttern 20 und 21 ein- und feststellbar. An den mit festen Anschlägen 22 und 23 versehenen Tragkörpern 8 und 9 ist je ein Federgelenkpaar 24 'bzw. 25 angeordnet, das einen Tastkopf 26 bzw. 27 trägt. Der mit einem Ge genanschlag 28 bzw. 29 versehene Tastkopf 26 bzw. 27 ist mit Schutzleisten 30 bzw. 31 versehen, die durch Stellschrauben 32 bzw. 33 verstellbar sind. Die Stirnfläche der Messdüse 34 bzw. 35 ist gegen die Schutzleisten 30 bzw. 31 um den sogenannten freien Düsenabstand a von maximal 0,3 mm zurück gesetzt angeordnet.
Die erforderliche Messluft wird den Messdüsen 34 und 35 über eine Ablesevorrich- tung 36 durch eine flexible Schlauchleitung 37 zu geführt, in deren Zweigleitungen 38 und 39 je ein Absperrorgan 40 bzw. 41 vorgesehen ist.
In Fig. 2 ist mit 42 ein für die Grundeinstellung des Messgerätes erforderlicher Testzylinder (Einstell normal) und in Fig. 3 mit 43 eine Schleifscheibe be zeichnet, die zur Bearbeitung des Werkstückes 3 dient und von der in der Zeichnung nur ein Teil dar gestellt ist.
Mit diesem Messgerät wird so gearbeitet, dass zunächst nach Fig. 2 der Testzylinder 42 (Einstell normal) zwischen den in der Zeichnung nicht dar gestellten Aufnahmespitzen der Bearbeitungsma schine eingespannt wird. Sodann wird der Schlitten 2 auf der Gleitführung 1 so weit zugestellt, dass die Achsen der Messdüsen 34 und 35 in die die Achse des Testzylinders 42 enthaltende Vertikalebene zu liegen kommen. Durch mehrmaliges Überfahren des Testzylinders mit den Düsen ist die richtige Lage genau feststellbar, da der kürzeste Düsenabstand vom Zylinder an der Ablesevorrichtung 36 durch einen Umkehrpunkt angezeigt wird.
Diese Stellung der Tastköpfe wird durch die Stellschraube 4 am Schlitten 2 fixiert. Sodann werden die Tastköpfe 26 und 27 durch Betätigung des Rändelknopfes 13 in der Höhe so eingestellt, dass die Messdüsen 34 und 35 symmetrisch zu der die Achse des Testzylinders enthaltenden Horizontalebene liegen. Zur Korrektur einer Höhendifferenz oder zur Einstellung der Mitte zwischen den Tastköpfen 26 und 27 in die die Achse des Testzylinders enthaltende Horizontalebene mit Hilfe der Bestimmung des Umkehrpunktes kann die Gewindespindel durch den Rändelkropf 14 in der Höhe verstellt werden.
Die Feineinstellung und die Fixierung des Spieles zwischen den V-förmigen Gleitführungen 6 und 7 und den Tragkörpern 8 und 9 wird durch die Einstellschrauben 18 und 19 und die Gegenmuttern 20 und 21 bewirkt. Die Abstands gleichheit der Messdüsen 34 und 35 von dem Test zylinder 42 ist in einfacher Weise durch die Ab sperrung jeweils einer der beiden Zweigleitungen 38 oder 39 mit Hilfe des Absperrorganes 40 bzw. 41 feststellbar. Bei gleichem Abstand muss sich an der Ablesevorrichtung 36 stets derselbe Messwert erge ben.
Der Gegenanschlag 28 bzw. 29 des Tastkopfes 26 bzw. 27 liegt in dieser Stellung an dem mit dem Tragkörper 8 bzw. 9 verbundenen festen Anschlag 22 bzw. 23 an, ohne dass jedoch die Schutzleisten 30 bzw. 31 den Testzylinder 42 berühren. Bei diesem Abstand b von beispielsweise 0,5 mm der Stirnfläche der Messdüse 34 bzw. 35 von dem Testzylinder 42 ergibt sich an der Ablesevorrichtung 36 ein bestimm ter Messwert, zu dem nun die gewünschten Begren zungsmarken für die im berührungslosen Bereich der Düsen liegende Toleranz des Fertigmasses fest gelegt werden.
Der Durchmesser des Testzylinders 42 wird zweckmässig etwas kleiner gewählt als der des kleinsten für das Messgerät zulässigen Werk stückes.
Nach dieser Grundeinstellung wird der Schlitten 2 ausgefahren und der Testzylinder 42 durch ein Werkstück 3 ersetzt (Fig. 3). Da das unbearbeitete Werkstück 3 einen grösseren Durchmesser besitzt als der Testzylinder 42 (Einstellnormal), werden nach dem Wiedereinfahren des Schlittens 2 die Tast- köpfe 26 und 27 mit den Schutzleisten 32 und 33 unter der Wirkung der Federgelenkpaare 24 und 25 an dem Werkstück 3 anliegen. Bei der Anlage der Schutzleisten 32 und' 33 wird der Abstand a der Stirnflächen der Messdüsen 34 und 35 vom Werk stück gegenüber der Einstellung mit dem Testzylinder auf 0,3 mm verringert.
An der Ablesevorrichtung 36 ergibt sich nunmehr ein neuer Messwert, der für den automatischen Messvorgang an sich ohne Bedeutung ist, jedoch als Kennwert für eine gegebenenfalls ein getretene Abnutzung der Schutzleisten 30 und 31 beachtet werden muss.
Wenn der diesem Abstand von 0,3 mm zwischen der Stirnfläche der Messdüsen und den Schutzleisten bzw. dem Werkstück ent sprechende Messwert auf der Anzeigevorrichtung eine Änderung erfahren haben sollte, müsste eine Nach stellung der Schutzleisten 30 und 31 mit Hilfe der Stellschrauben 32 und 33 erfolgen, um Messwertver- fälschungen zu vermeiden.
Bei der Bearbeitung durch die Schleifscheibe 43 werden die unter der Wirkung der Federgelenkpaare 24 und 25 stehenden Tastköpfe 26 und 27 mit ihren Schutzleisten 30 und 31 so lange gegen das Werk stück 2 gedrückt, bis sich der Werkstückdurchmesser auf das dem ursprünglich eingestellten Messwert ent sprechende Mass verringert hat und die Gegenan schläge 28 und 29 wieder auf den festen Anschlägen 22 und 23 zur Anlage kommen.
Da die Tastköpfe 26 und 27 bei einer weiteren Verringerung des Werk stückdurchmessers in ihrer Folgebewegung durch die festen Anschläge 22 und 23 gehemmt sind, wer den die Schutzleisten 30 und 31 vom Werkstück 3 abgehoben und der weitere Messvorgang erfolgt be rührungslos in dem Bereich der Toleranzbegrenzungs- marken für das Fertigmass, die auf der Ablesevor- richtung 36 bei der ursprünglichen Grundeinstellung des Messgerätes festgelegt worden sind.
Bei dem Überfahren der oberen Toleranzbegrenzungsmarke für das Fertigmass durch den .Zeiger des Ablesegerätes beginnt das Ausfeuern und beim Erreichen der un teren Toleranzgrösse ist der Bearbeitungsvorgang be endet und es wird in bekannter Weise, z. B. durch Kontaktschluss, das automatische Ausfahren der Schleifscheibe und das Stillsitzen der Bearbeitungs maschine bewirkt.
Bei einer entsprechenden Anordnung der Tast- köpfe mit voneinander abgekehrten Messdüsen kann ein derartiges Gerät ohne weiteres auch für Innen messungen Verwendung finden.