DE2330530C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen der Länge einer innerhalb eines Hohlkörpers liegenden Meßstrecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Feststellen der Länge einer innerhalb eines Hohlkörpers liegenden Meßstrecke, insbesondere zum Feststeller, des Dichtkantenabstandes zur Bodeniläche bei Lippendichtungsringen aus elastischem Werkstoff.

Es sind bereits verschiedene Meß- und Prüfverfahren jowie entsprechende Vorrichtungen zur Feststellung des Diihikantenabstandes bei Lippendichtungsringen «us elastischem Werkstoff mit meist radial innen liegender Dichtlippe bekannt beziehungsweise vorgeschlagen worden. Die rein mechanische Abtastung der Dichlkante. zum Beispiel nach dem ΠΕ-Gebrauchsmusier 70 12 550, führt aufgrund der hohen Elastizität des Dichtlippenwerkstoffes zu sehr ungenauen Meßwerten, da die Enden der Meßstrecken nicht exakt erkennbar sind. Mittels pneumatisch arbeitender Prüfvorrichtungen lassen sich Lippendichtungsringe zwar einfach und schnell klassifizieren, d. h. nach Gut und Ausschuß trennen, eine genaue Maßfeslstellung ist jedoch hierbei ebenfalls nicht möglich.

Auch die bisher bekannten optischen Prüfeinrichtungen, vgl. beispielsweise die DE-OS 18 07 710, welche aus einem ganz oder teilweise durchsichtigen, in den Dichtring einschiebbaren zylindrischen Dorn bestehen, lassen ebenfalls keine genaue Ermittlung von innerhalb des Hohlkörpers liegenden Meßstrecken zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu finden, welches ein berührungsfreies Vermessen Von Werkstük-Ilen aus hoch elastischem Werkstoff mit von der Zylinderforrri abweichender innerer Umfangskontuf mil hoher Genauigkeit gestattet. Eine weitere Aufgabe besteht in der Verbesserung einer aus einem Lichtschnitlubus, einem Meßtubus und einer Werkstückhalterung bestehenden Vorrichtung.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Durch die Verwendung einer an sich bekannten optischen Einrichtung in Verbindung mit einer geneigt zu den optischen Achsen angeordneten Werkstückhalterung läßt sich ein Endpunkt der Meßstrecke innerhalb des Hohlkörpers zunächst anpeilen. Danach wird die Werkstückhalterung so weit verschoben, bis der zweite Endpunkt der Meßstrecke im Okular des Meßtubus sichtbar wird und sich mit dem Lichtband deckt. Die Größe des Verschiebeweges der Werkstückhalterung ist dabei ein exaktes Maß für die Meßstrecke innerhalb des Hohlkörpers.

Durch die Anwendung dieses Verfahrens und einer entsprechend modifizierten Vorrichtung ist es nunmehr möglich, berührungsfrei und auf optischem Wege exakte Längenmessungen innerhalb eines Hohlkörpers durchzuführen. Ein weiterer Vorteil ist in der einfachen Handhabung und universellen Einsatzmögiichkeit fur verschiedene Werkslückgrößen und -arten zu sehen.

Zur weiteren Verbesserung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß der Neigungswinkel der Werkstückhalterung zur Lichtachse des Lichtschnittubus beziehungsweise zur optischen Achse des Mjßtubus verstellbar ist. Auf diese Weise kann unter Berücksichtigung des Innenprofils eines ringförmigen Werkstückes, dessen lichten Durchmessers sowie der Gesamtlänge der Meßstrecke e'er für jedes Werkstück bestmögliche Betrachtungswinkel gewählt werden. Eine Beeinträchtigung des Meßwertes läßt sich durch eine entsprechende Winkelfunktionsberechnung eliminieren.

Darüberhinaus ist es von Vorteil, wenn die Werkstückhalterung um die Achse eines zu prüfenden ringförmigen Hohlkörpers drehbar gelagert ist. um an jeder beliebigen Umfangsstelle des Innenprofil des Hohlkörpers eine entsprechende Messung durchführen zu können.

Eine weitere Vereinfachung der Handhabung einer solchen Vorrichtung wird dadurch erzielt, daß die Werkstückhalterung einen festen Anschlag aufweist. Ie nach Lage der Meßsirecke innerhalb des Hohlkörpers braucht bei bestimmten, maßlich unveränderlichen Abständen nur noch ein Endpunkt der Meßstrecke ermittelt zu werden, womit der Meßwert festliegt.

Durch die Anordnung von elektrischen Wegaufnehmern zur Feststellung des jeweiligen Neigungswinkels der Werkstückhalterung sowie zur Feststellung des Verschiebeweges derselben läßt sich über eine nachgesrhaltete Elektronik das unter Umständen vorher verzerrte Meßwertergebnis in einen der tatsächlichen Meßlänge entsprechenden exakten und direkt anzeigbaren Wert umrechnen.

Zum Messen und Prüfen von Außenprofilen ist schon eine Vorrichtung bekannt, die aus einem Lichtschnitt — und einem Meßtubus besteht (Drucksache 810/1Oe, Ausgabe 10/71, Firma I.eitz, Wetzlar). Während mit Hilfe eines normalen Meßtubus nur die obere oder untere Umrißkante eines WerkstückHußenprofils meßbar ist, kann mit Hilfe eines zusätzlichen Lichtschniltu· bus das äußere Flächenpröiil an einer beliebigen Stelle zwischen zwei Endflächen sichtbar gemacht werden. Hierzu wird ein durch eine Spaltblende erzeugtes Lichtband senkrecht auf die Werkstückoberfläche projiziert und unter einem Winkel von 90" zur Lichtachse mit Hilfe eines Meßtubus betrachtet. Dieses

Gerät eignet sich lediglich zum Betrachten, Messen und Prüfen von Werkslückaußenflächen.

Die erfinderische Idee besteht nun darin, die bekannte aus seinem MeO- und Lichtschnittubus bestehende Vorrichtung mit einer geneigt zur Lichtachse angeordneten und parallel zur Lichtachse verschiebbaren Werkstückhalterung zu kombinieren. Damit ist es möglich, ein Lichtband in einen mindestens einseitig offenen Hohlkörper fallenzulassen und zu betrachten. Mit Hilfe einer Markierung in Form eines Fadenkreuzes im Okular des Meßtubus lassen sich somit nacheinander die Endpunkte einer innerhalb des Hohlkörpers liegenden Meßstrecke anpeilen, wobei die Entfernung der Endpunkte dem Verschiebeweg der Werkstückhalterung proportional ist.

Wesentlich ist, daß die nach dieser Methode mögliche Längenmessung innerhalb eines Hohlkörpers berührungsfrei erfolgt, so daß auch Präzisionswerkstücke aus elastischem Werkstoff, wie beispielsweise Lippendichtungen, exakt auf optischem Wege vermessen werden können. Die Meßvorrichtung ist darüberhinaus einfach zu handhaben und universell für die verschiedenen Werkstückgrößen einsetzbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt

K i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig.2 einen im Okular des Meßtubus sichtbaren Endpunkt der Meßstrecke.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Lichtschnittubus 1 mit einer Lichtquelle 2, einem Meßtubus 3 mit einem Okular 4 sowie einer um die Werkstückachse 6 drehbar gelagerten und geneigt zur Lichtachse 7 angeordneten Werkstückhalterung 8. Zur Verstellung des Neigungswinkels der Werstückhalterung 8 dient eine um einen Zapfen 9 schwenkbar gelagerte Konsole 10. Zur Feststellung des Neigungswinkels dient ein induktiver Wegaufnehmer 11, der in der Grundplatte 12 des Vorrichtungsgestelles gehalten ι·. wird. Die Werkstückhalterung 8 ist über die Konsole 10 mit einer Platte 13 fest verbunden. Letztere läßt sich über eine geführte Rollenlagerung 14 parallel zur Lichtachse 7 des Lichtschnittubus 1 verschieben. Die Verschiebung erfolgt mittels einer Stellschraube 15. Zur Feststellung des Verschiebeweges der Platte 13 dient ein zweiter induktiver Wegaufnehmer 16, welcher wie der induktive Wegaufnahmer 11 mit einer Elektronik 17 verbunden ist. Letztere ermöglicht die direkte Umrechnung des zunächst verzerrten Meßwertes unter Berücksichtigung des eingestellten Neigungswinkels der Werkstückhalterung 8 zu dem verlangten genauen Meßwert und dessen digitale Anzeige.

Bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten, zu prüfenden Hohlkörper handelt es sich um einen Lippendichtungsring 18, bei welchem der Abstand h von der Dichtlippenkante 19 zur Bodenfläche 20 als Meßstrecke ermittelt werden soll. Zur Vereinfachung des Meßvorganges ist der Endpunkt der Meßstrecke in die Ebene der Bodenfläche 20 des Lippendichtungsringes verlegt und die Gegenfläche der Werkstückhalterung als Anschlag ausgebildet, so daß bei der eigentlichen Meßdurchführung nur noch die Lage der Dichtkante 18 ermittelt zu werden braucht. Während die Werkstückhalterung um den Wert h parallel zur Lichtachse 7 verschoben werden m^', um das in den Hohlkörper einfallende Lichtband mit de;.t Fadenkreuz des Okulars und der Dichtkante deckungsgleich zu bekommen, wird von der Elektronik 17 direkt der eigentliche Meßwert h angezeigt.

In F i -j. 2 ist das im Okular 4 sichtbare Bild dargestellt, welches sich beim Einstellen des oberen Endpunktes der Meßstrecke ergibt. Im Okular 4 ist dabei das Lichtband 21 sichtbar, welches die Innenkontur des Lippendichtungsringes 18 im Bereich der Dichtkanle J9 erkennen läßt. Das Fadenkreuz 22 des Meßtubus 3 deckt sich dabei genau im Schnittpunkt mit dem Lichtband 21 und der Dichtkante 19 als oberen Endpunkt der Meßstrecke.

Bei einem anderen, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Werkstückhalterung in an sich bekannter Weise mit einem Wellenansatz versehen, der zur Aufweitung der Dichtlippe in deren Betnebsstellung dient, um den im Einbauzustand sich ergebenden Abstand der Dichtkante von der Bodenflächc des Lippendichtungsringes feststellen zu können. Da nur ein Endpunkt der Meßstrecke erkennbar zu sein braucht, hat die Abdeckung des zwischen Dichtkante und Bodenfläche sich erstreckenden Innenprofils des Dichtungsringes keinen Einfluß auf die vorgeschlagene Meßwertermittlung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   !. Verfahren zum Feststellen der Länge einer innerhalb eines Hohlkörpers liegenden Meßstrecke, insbesondere des Dichtkantenabstandes zur Bodenfläche bei Lippendichtungsringen, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander die Endpunkte der innerhalb des Hohlkörpers (18) liegenden Meßstrecke (h) mit Hilfe des Lichtbandes (21) eines an sich bekannten Lichtschnitthubs (1) optisch markiert und mittels der Optik eines ebenfalls an sich bekannten Meßtubus (3) abgetastet werden, wobei die Lichtachse (7) des Lichtschnitlubus (1) sich geneigt in den Hohlkörper (18) erstreckt und der Verschiebeweg ein Maß für die Meßstrecke darstellt

   Z Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Lichtschnitttubus, einem Meßtubus und einer Werkstückhalterung, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Werkstückhalterung (8) verstellbar ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalterung (8) um die Werkstückachse (6) drehbar gelagert ist.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalterung (8) einen festen Anschlag aufweist.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Vorrichtungsgestell (12) gehaltene induktive Wegaufnehmer (11, 16) vorgesehen sind.