DE2022003A1

DE2022003A1 - Richtplattenvorrichtung und Pruefverfahren

Info

Publication number: DE2022003A1
Application number: DE19702022003
Authority: DE
Inventors: Blakey Alexander G; Swarts James J; Adams Jack S
Original assignee: General Dynamics Corp
Current assignee: General Dynamics Corp
Priority date: 1969-05-05
Filing date: 1970-05-05
Publication date: 1970-11-26
Also published as: US3711929A; DE2022003B2; FR2047312A5; GB1266653A; US3722360A; US3723927A; US3723928A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN DIPL. ING. W. EITLE * DR. RER. JSAT. K. HOFFMANN PATENTANWALTS! D.8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 . TEIEFÖN (0811) »11087 202 200

General Dynamics, New York, N.YY/USA

Richtpiattenvorriohtung und Prüfverfahren

Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren und eine Vorrichtung zum Messen geometrischer Abmessungen mit einer Richtplatte mit ebener Präzisionsoberfläche und auf dieser ange brachten Haltevorrichtungen zum Halten und Messen von Prüflingen.: ; ■ ' "V ". '■' . - ^{; :} : ^: ■ ^:^ W;

Bekannte Richtplatten sind entweder völlig eben oderverwenden Schraubeneinsätze eingebettet in die Oberfläche der Platte. Wenn völlig ebene Richtplatten verwendet werden, wirdder Abstand der Haltevorrichtungen für die Prüfung lediglich

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durch das Gewicht der Haltevorrichtungen oder durch Haltevorrichtungen mit magnetischen Unterteilen, durch welche sie auf einer Richtplatte aus ferromagnetischem Material gehalten werden, aufrecht erhalten. Die Abhängigkeit vom Gewicht und Reibungskoeffizienten zwischen der Haltevorrichtung und der Richtplatte begrenzt die Größe der Haltevorrichtungen ernsthaft, welche sicher zur Verhinderung von Bewegungen der Teile ) während der Benutzung verwendet werden können. Wenn Haltevorrichtungen mit magnetischen Unterteilen verwendet werden, muß die Richtplatte notwendigerweise aus ferromagnetischem Material sein. Eine Prüfung der körperlichen Eigenschaften ferromagnetischen Materials ergibt, daß dieses empfindlich auf Temperaturänderungen und gegenüber Kratzern ist und leicht rostet. Um einige der Nachteile von Richtplatten mit völlig ebener Oberfläche bei ihrer Verwendung zu überwinden, wurden Richtplatten mit in ihrer Oberfläche eingebetteten SchraubAisätzen verwfidet. Obwohl mit Hilfe der Schraubeinsätze Teile auf der Richtplatte gut gehalten werden können, ist ihre Lage nicht genau und nicht wiederholbar, und es ist schwierig mit ihnen zu arbeiten.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile bekannter Richtplattenvorrichtungen und deren Gebrauch überwinden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Stützen von Haltevorrichtungen in entsprechende Vertiefungen in die Oberfläche einer Richtplatte eingebetteter Magneteinriohtungen gebracht werden, einstellbare Stifte und Meßlehren, welche an den Haltevorrichtungen angebracht sind, zur Bestim-

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mung der richtigen Abmessungen des zu messenden Teils eingestellt werden und das zu messende Teil zwischen die Haltevorrichtungen eingeführt wird, wodurch die Abweichung des zu messenden Teils von den richtigen Abmessungen bestimmbar ist.

Das Ziel wird erfindungsgemäß durch eine Meßvorrichtung erreicht, bei welcher eine Vielzahl Vertiefungen in einem sich wiederholenden geometrischen Muster in der ebenen Oberfläche der Richtplatte angeordnet ist, eine Vielzahl von VorsprUngen mit komplementärer geometrischer Form zu den Vertiefungen an den Haltevorrichtungen befestigt ist, und die Vorsprünge an den Haltevorrichtungen in dem gleichen geometrischen Muster wie die Vertiefungen angeordnet sind.

. Insbesondere werden magnetische Einsätze in der Oberfläche einer ebenen Platte verwendet. Die magnetischen Einsätze sind genau angeordnet und weisen Vertiefungen auf, in welche genau gearbeitete Stahlkugeln eingeführt werden können. Die Stahlkugeln werden dauerhaft mit Haltevorrichtungen verbunden, welche zur genauen Festlegung von Prüflingen verwendet werden, sowie mit Prüfvorrichtungen.

Durch die Verwendung von Magneten mit sphärischen Vertiefungen in ihren nach außen gerichteten Oberflächen werden die Nachteile bekannter Verfahren vermieden, wobei die Teile mit kleinen Haltevorrichtungen genau angeordnet und hinreichend festgehalten werden Mannen.

Weiterbildungen der Erfindung und zweckmäßige Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen.

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AusfUhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beim Prüfvorgang, und

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.

In Flg. 1 ist eine Grundplatte Io aus Granit mit ebener Oberfläche 12 gezeigt. In der ebenen Oberfläche 12 der Grundplatte Io sind eine Vielzahl öffnungen 14 in einem vorbestimmten geometrischen Muster angeordnet. Weiter enthält die ebene Oberfläche 12 der Grundplatte Io eine Vielzahl kleinerer öffnungen 16, welche zwischen den größeren öffnungen 14 verstreut angeordnet ^ sind.

In Fig. 3 ist ein typischer Querschnitt durch die öffnungen 14 und 16 der Grundplatte Io .in schematischer Ansicht gezeigt, In Jeder öffnung 14 ist eine Magneteinrichtung 18 angeordnet. Die öffnung 14 ist größer als die Magneteinrichtung 18, was die Verwendung einer Positioniereinrichtung 2o ermöglicht, um die Magneteinrichtung 18 in ihre genaue Lage zu bringen und in dieser zu halten. Die Positioniereinrichtung kann ein klebendes Material wie ein Epoxyharz sein, welches eine genaue Anordnung der Magneteinrichtung dadurch möglich, macht, daß es eine Feineinstel-

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lung der Lage des Magneten vor dem Aushärten des Klebers zuläßt. Die Magneteinrichtung 18 ist weiter so angeordnet, daß ihre Oberfläche 22 niedriger als die ebene Oberfläche 12 der Grundplatte Io liegt. In der Oberfläche 22 der Magneteinrichtung 18 ist eine sphärische Vertiefung 24 zur Aufnahme einer Stahlkugel 26 enthalten. Die Magneteinrichtung 18 enthält einen Permanentmagneten 28 und einen unmagnetischen AbstandhalterJo, um ein magnetisches Feld zu entwickeln, welches ausreicht, die • '.Stahlkugel 26 in der sphärischen Vertiefung 24 zu halten. '".-■■

In Fig. 3 ist weiter ein typischer Querschnitt durch eine öffnung 16 und einen Gewindeeinsatz 32 gezeigt. Die Öffnung 16 ist größer als der Gewindeeinsatz 32, wodurch die Verwendung von Positioniereinrichtungen 34möglich wird, um den Gewindeeinsatz 32 in seine Lage zu bringen und dort zu halten. Der Gewindeeinsatz 32 ist ebenfalls so angeordnet, daß seine Oberfläche 36 niedriger als die ebene Oberfläche 12 der Grundplatte Io liegt, ■ ■■ ■ . \ ^:

Eine Vielzahl von Haltevorrichtungen 38 ist in Fig. 1 gezeigt. Die Haltevorrichtung 38 besteht aus einem Körper 4o, der von Stahlkugeln 26 getragen wird, welche an dem Körper 4o mit Kleber 42 (siehe Flg. 3) befestigt sind. Ein einstellbarer Stift 44 ist mit einer gesicherten Mutter 46 und einer nicht zu sehenden gesicherten Mutter 48 in seiner Prüflage gehalten. Ein Werkstück 50 kann mit Hilfe einer KlatHervorrlchtung 52 befestigt werden, welche aus einer Klammer 54 besteht, die von einem Bock ^6 gestützt und durch einen in den Gewindeeinsatz 32eingeführ-, ten Bolzen 57 an ihrem Platz gehalten wird.

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ORtQlNAi.

Pig. 2 zeigt eine Ausführungsform zum Prüfen der Dicke oder Höhenabmessung des Werkstücks 5o. Eine Vielzahl Haltevorrichtungen 38 kann verwendet v&den, um das Werkstück 50 während des Prüfvorgangs an seine Stelle zu bringen und dort zu halten. Bei der Prüfung der Abmessungen wird eine Meßvorrichtung 58 verwendet, welche aus einem Meßkörper 60 getragen von einer Vielzahl Stahlkugeln 26, welche durch Kleber mit dem Meßkörper 60 verbunden sind, besteht. Eine Meßlehre 64 ist am Meßkörper 60 befestigt, und wird durch eine Einstellvorrichtung 66 eingestellt.

Beim Gebrauch wird ein Werkstück 50 dadurch geprüft, daß daß erst eine geeignete Hauptprüflehre auf die ebene Oberfläche 12 der Grundplatte Io ungefähr dorthin gebracht wird, wo das Werkstück 50 geprüft werden soll. Als zweites werden Haltevorrichtung J)Q durch Auswahl der Körper 4o in einer Größe,- welche dem Werkstück 50 an den zu prüfenden und zu haltenden Punkten entspricht, vorbereitet. Hierauf werden Stahlkugeln 26 ausreichender Menge als Stützen für die Haltevorrichtungen in die Vertiefungen 24 der Magneteinrichtungen 18 unterhalb der Körper 4o der Haltevorrichtungen 38 eingeführt. Dann wird der Stift 44 am Körper 4o befestigt und mit den gesicherten Muttern 46 und 48 in seiner ungefähren Lage gehalten. Zwischen die Stahlkugeln 26 und den Körper 4o wird Kleber geführt und aushärten lassen. Nachdem der Kleber 42 ausgehärtet ist, werden die Muttern 46 und 48 gelockert und der einstellbare Stift 44 wird in seine gewünschte Lage gebracht. Der einstellbare Stift 44 kann in eine Endlage mit einem vorbestimmten Abstand von der Hauptprüflehre dadurch gebracht werden, daß ein geeignetes Abstandsmaterial bekannter Stärke während der Endeinstellung zwischen das Ende des einstellbaren Stiftes 44 und die Hauptprüflehre eingeführt wird. Hierauf werden die gesicherten Muttern 46 und 48 fest angezogen, um eine Bewegung des einstellbaren Stiftes 44 zu verhindern. Die Haltevorrichtungen

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BAD

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können von der Grundplatte Io dadurch entfernt werden, daß sie gegen die auf die Stahlkugeln 26 jeder Haltevorrichtung 38 wirkenden magnetischen Kräfte abgezogen werden« Die Hauptprüflehre kann hierauf von der Grundplatte Io entfernt und ein Werkstück 50 auf der Grundplatte Io in der Prüflage angeordnet werden« Die Stahlkugeln 26 der Haltevorrichtungen 38 werden dann in die Vertiefungen 24 der Magneteinrichtungen l8 zurückgebracht* von welchen sie entfernt worden waren, und die Prüfung des Werkstücks 50 wird -durchgeführt.« Die Haltevorrichtungen 38 können für jede folgende Prüfung eines weiteren Werkstücks 50 entfernt und wieder zurückgebracht werden«

Wenn das Werkstück 50 während des Prüfvor^gangs leicht be*- we^gbar ist, kann eine Vielzahl von Klammervorrichtungen 52 dadurch eingebaut werden, daß ein Bock 56 unter einer Klammer 54 angeordnet und ein Bolzen 57 durch die Klammer 54 in den Schraubeinsatz 32 eingeschraubt wird.

Der Gebrauch einer Meßvorrichtung 58 erfolgt durch Auswahl eines geeigneten Meßkörpers 60 und Anordnung desselben etwa an der Stelle, vio er zur Verwendung kommen soll. Eine Vielzahl von drei oder mehr Stahlkugeln 26 wird in Vertiefungen 24 von Magneteinrichtungen 18 unterhalb des Meßkörpers eingeführt. Zwischen die Stahlkugeln 2.) und den Meßkörper 60 wird Kleber gebracht und aushärten lassen. Nach dem Aushärten des Klebers wird die Meßlehre 64 mit der Einstellvorrichtung 66 In ihre gewünschte Lage eingestellt. Die Meßvorrichtune 58 ist hierauf bereit zur Verwendung und kann von der Grundplatte Io durch Abziehen gegen die auf die Stahlkugeln 26 der'Messvorrichtung wirkenden magnetischen Kräfte entfernt werden. Die Meßvorrichtung-58 kann für die Prüfung weiterer Werkstücke 50 entfernt und durch Einfügung der Stahlkugeln 26 der Meßvorrichtung 56 in die gleichen Vertiefungen 24 von Magneteinrichtungen wie beim ursprünglichen Einführen zurückgebracht werden.

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Aus der vorangegangenen Beschreibung der erfindungsgemäßen Richtplattenvorrichtung ist zu erkennen, daß ein sehr anpassungsfähiges Prüfverfahren zur Verfügung gestellt worden ist. Die gleiche Richtplatte kann für vielfältige Prüfung verschiedener Teile verwendet werden, da die anfängliche Einstellzeit für eine beliebige Prüfung durch die einfache Weise erleichtert wird, in welcher die Haltevorrichtungen aufgebaut werden. Die Wiedereinstellzeit wird sogar noch mehr verringert durch die Verwendung der magnetischen Einsätze und Kugeln, welche nach der Erfindung vorgesehen sind.

k Da die Magnete in einem genauen geometrischen Muster angeordnet sind, kann weiter die Prüfung von Teilen, für welche die Werkzeugausrüstung vorher hergestellt worden 1st, auf jeder Richtplatte erfolgen, welche die Merkmale der Erfindung aufweist und den gleichen Lochabstand sowie das gleiche geometrische Muster verwendet. Die Verwendung sphärischer Vertiefungen ergibt eine Selbst-' zentrierung und macht die genaue Anordnung von Haltevorrichtungen von einem Arbeitsvorgang zum nächsten wiederholbar. Toleranzen in der Orößenordnung von 2,5 ax können von einem Ende der Platte zum anderen eingehalten werden·

Zahlreiche Modifikationen und Abänderungen der Erfindung sind selbstverständlich im Lichte der obigen Lehre möglich. Es P versteht sich daher, daß die Erfindung im Bereich der Ansprüche auch anders als im einzelnen beschrieben verwirklicht werden kann.

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BAOORKStNAL

Claims

Patentansprü ehe

Prüfverfahren, dadurch gekennzeich net, daß die Stützen von Haltevorrichtungen in entsprechende Vertiefungen in die Oberfläche einer Richtplatte eingebetteter Magneteinrichtungen gebracht werden, einstellbare Stifte und Meßlehren, welche an den Haltevorrichtungen angebracht sind, zur Bestimmung der richtigen Abmessungen des zu messenden Teils eingestellt werden und das zu messende Teil zwischen die Haltevorrichtungen eingeführt wird, wodurch die Abweichung des zu messenden Teils von den richtigen Abmessungen bestimmbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Haltevorrichtungen durch Anordnung der Stützen in Vertiefungen in dem für die Prüfung verwendeten Bereich vorbereitet werden, und daß die Haltevorrichtungen mit Kleber an den Stützen befestigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu messende Teil durch Klammern gehalten wird, welche mit der Richtplatte durch Schraubeinsätze verbunden sind. '·
4. Vorrichtung 2tfm Messen geometrischer Abmessungen mit einer Richtplatte mit ebener Präzisionsqberfläche und auf dieser ange-

. brachten Haltevorrichtungen zum Halten und Messen von Prüflingen,

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dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl Vertiefungen (24) in einem sich wiederholenden geometrischen Muster in der ebenen Oberfläche (12) der Richtplatte (lo) angeordnet ist, eine Vielzahl von Vorsprüngen (26) mit komplementärer geometrischer Form zu den Vertiefungen (24) an den Haltevorrichtungen (j58) befestigt ist, und die Vorsprünge (26) an den Haltevorrichtungen (38) in dem gleichen geometrischen Muster wie die Vertiefungen (24) angeordnet sind.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Oberfläche (12) eine Vielzahl von öffnungen (l6) in einem sich wiederholenden geometrischen Muster aufweist und Befestigungseinrichtungen (32) in den öffnungen (16) befestigt sind.
6, Meßvorriciitung nach imsprueh 5» a&duroh. gekennzeichnet, daß die ."Vertiefungen (24) sphärisch und die . Befestigungseinrichtungen dewindeeinsätsse (J2) sind.
7« Heilvorrichtung nach liispnieh k_$ 5 oder S₉ dadurch gekennzeichnet^ d&& die Richtplatte (lo) Magneteinrichtungen (l8) zum Anziehen der Haltevorrichtungen (38) in Richtung der ebenen Präzisioiisoberfliehe (12) enthält»
8·. Vorclohtung zum Messen gectmeteisefiei* ÄtaesstHigen mit einer Richtplatte mit ebener" FrEzlsioasolberflSefes und auf dieser angebrachten Haltevorrichtungen zum Halten und Messen von

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Prüflingen, dadurch g e ken η ζ eic h η et , daß eine Vielzahl von öffnungen (14) in einem sich wiederholenden geometrischen Muster in der ebenen Oberfläche (12) der Richtplatte (lo) angeordnet ist, Magneteinrichtungen (l8) in den öffnungen (12) angebracht sind und die Haltevorrichtungen (38) ferromagnetisches Material enthalten, so daß sie durch magnetische Anziehung an den Magneteinrichtungen (18) befestigbar sind.
9. Meßvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge-

k e η η ze lehne t _t daß die Magneteinrichtungen (l8) eine nach außen gerichtete Oberfläche (22) mit einer Vertiefung (24) aufweisen, und daß die Haltevorrichtungen (38) Vorsprünge (26) aus ferromagnetische!!! Material mit einer zu den Vertiefungen (24) komplementären Form aufweisen.
10. Meßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η ζ ei ch η e t , daß die Vertiefungen (24) in den Magneteinrichtungen (18) sphärisch sind.
11* rteßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch --~-g~e-k.e-n.n-~ ζ e i c h net , daß die Vielzahl von öffnungen (14) in der ebenen Oberfläche (12) wesentlich größer als die Magneteinrichtungen (l8) sind, und daß Positioniereinriohtungen (2o) zum Befestigen der Hagneteinrichtungen (l8) in den öffnungen (14) vorgesehen sind«
12. MeBvorriohtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch g e k e η η ζ β i cha et ,daß die @b@ms Oberfläche (12) eine Vielzahl von weiteren Öffnungen (16) in einem sieh wiederholen-

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den geometrischen Muster aufweist, und daß in diesen öffnungen (16) Gewindeeinsätze (jJ2) befestigt sind.

Ij5· Meßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren öffnungen (16) in der ebenen Oberfläche (12) jeweils wesentlich größer als die Gewindeeinsätze (52) sind, und Positioniereinrichtungen (;54) zur Befestigung der Gewindeeinsätze (J>2.) in der Vielzahl von weiteren öffnungen (l6) vorgesehen sind.

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