DE3307042A1

DE3307042A1 - Messgeraet und seine verwendung

Info

Publication number: DE3307042A1
Application number: DE19833307042
Authority: DE
Inventors: Peter Wiesendangen Merz
Original assignee: JENNY PRESSEN AG
Current assignee: JENNY PRESSEN AG
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1984-06-28

Description

Meßgerät und seine Verwendung
Messgerät und seine Verwendung Die Erfindung betrifft ein Messgerät zur Messung des Innenabstandes eines Hohlraumes von der Drehachse eines um die Drehachse drehbaren hohlen Werkstückes; sowie eine Verwendung des Messgerätes.
Es sind Messgeräte zur Messung des Innenabstandes eines Hohlraumes von der Drehachse eines um die Drehachse drehbaren hohlen Werkstückes bekannt, die mit Laser- oder Infrarotstrahlung arbeiten. Solche Messgeräte sind allerdings sehr teuer und umständlich und sind insbesondere nicht in der Lage, längs eines Werkstückes nach aussen verlaufende Ausbuchtungen des Hohlraumes zu erfassen. Aus diesem Grunde sind solche Messgeräte auch nicht geeignet als Messgerät in einer Richtpresse.
Es sind ferner Richtpressen bekannt, die zum Ausrichten von Werkstücken dienen, wobei allerdings stets die Aussenform des Werkstückes nach einer Drehachse des Werkstückes ausgerichtet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Messgerät zu schaffen, welches auf einfache und sichere Art die Messung des Innenabstandes einer Innenfläche eines Hohlraumes eines Werkstückes von einer Drehachse ermöglicht, wobei insbesondere auch gewollte oder ungewollte radiale Abweichungen des Hohlraumes erfasst werden können. Dabei soll das Messgerat insbesondere auch zur Verwendung in einer Richtpresse geeignet sein, um hohle Werkstücke nach der Lage ihres Hohlraumes bezüglich eines Sollwertes, beispielsweise der Drehachse ausrichten zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemass durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Dadurch, dass ein Taster die Umfangsfläche des Werkstückes in Umfargsrichtung abtastet und den Aussenabstand des Umfanges des Werkstückes von der Drehachse mist und gleichzeitig am Taster über den Ultr&schall-Prüfkopf die Dicke der Wand des Werkstückes gemessen wird, lässt sich über die Auswertvorrichtung sofort für jeden Punkt des Umfanges des Werkstückes der Innenabstand des Hohlraumes von der Drehachse ermitteln. Dabei können insbesondere auch radiale Formänderungen des Hohlraumes erfasst werden, gleichgültig, ob diese in Radialrichtung vorspringen oder zurückgesetzt sind und unabhängig davon, ob es sich um konstruktionsbedingte Formgebungen oder Fehler im Werkstück handelt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Messgerätes sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.
Die besten Ergebnisse erhält man, wenn das Messgerät nach Anspruch 2 ausgebildet ist.
Der Prüfkopf kann seitlich neben dem Taster angeordnet sein und bezüglich der Tastfläche gegebenenfalls um einen bestimmten Betrag zurückgesetzt sein. Eine solche Ausführung verhindert den Verschleiss des Prüfkörpers.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Messgerätes nach Anspruch 4, da die Kontaktflüssigkeit einerseits eine einwandfreie Schallübertragung vom Prüfkopf auf das Werkstück ergibt und andererseits auch dem Verschleiss des Prüfkopfes und des Tasters entgegenwirkt.
Der Taster kann ein in radialer Richtung zur Drehachse beweglicher Stift sein, vorteilhafter ist jedoch eine Ausgestaltung nach Anspruch 5.
Ein solches Messgerät kann beispielsweise zur Fertigungskontrolle hohler Werkstücke dienen, die zur Drehung um eine Drehachse bestimmt sind. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung des Messgerätes nach Anspruch 6 in einer Richtpresse zum Richten von Werkstücken nach der Lage der Hohlräume der Werkstücke von einem Sollwert, der in der Regel die Drehachse des Werkstückes sein wird. Ein solches Richten ist insbesondere bei solchen Werkstücken notwendig, bei denen durch die nachfolgende Bearbeitung des Werkstückes eine möglichst gleichmässige Wandstärke erzielt werden soll.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, dabei zeigen: Figur 1: die Verwendung des Messgerätes in einer Richtpresse in schematischer Darstellung; Figur 2: die Anordnung des Tasters und des Prüfkopfes an einem Werkstück entsprechend dem Schnitt II-II der Figur 1 im Ausschnitt und in grösserem Massstab; Figur 3: eine weitere Ausführung eines Tasters und eines Prüfkopfes.
Die Figuren 1 und 2 zeigen den schematischen Aufbau eines Messgerätes im Zusammenhang mit der Anordnung in einer Richtpresse.
Das Messgerät enthält eine Haltevorrichtung 2, die im vorliegenden Beispiel aus zwei Spindelspitzen 4 und 6 gebildet ist, von denen beispielsweise die Spindelspitze 4 angetrieben ist, um ein zu prüfendes hohles Werkstück 8 aufzunehmen und um eine Drehachse A zu drehen. Das Messgerät enthält weiter einen Taster 0 10, der als um eine Achse 12 schwenkbarer Tasthebel ausgebildet ist, der bezüglich der Drehrichtung 14 des Werkstückes 8 schleppend angeordnet ist.
Der Taster 10 greift am Umfang des Werkstückes 8 an und dient zur Messung des Aussenabstandes R des Umfanges des Werkstückes 8 von der Drehachse A . An dem Taster ist weiter ein Ultraschall-Prüfkopf 16 angeordnet, dessen Achse radial und senkrecht zur Drehachse Ao ausgerichtet ist. Im vorliegenden Beispiel ist der Prüfkopf 16 seitlich neben dem Taster 10 angeordnet. Er kann aber auch direkt im Taster angeordnet sein und die Taststelle des Tasters bilden. Der Prüfkopf 16 greift somit ebenfalls am Umfang des Werkstückes 8 an und dient zur Messung der Dicke s der Wand 18 des Werkstückes. In Drehrichtung 14 des Werkstückes 8 gesehen ist hinter dem Prüfkopf 16 eine Düse 22 zur Aufbringung einer Kontaktflüssigkeit zwischen dem Prüfkopf 16 und dem Werkstück 8 angeordnet. Eine solche Flüssigkeit ist zweckmässigerweise eine hochviskose Flüssigkeit, die die Uebertragung des Ultraschalls vom Prüfkopf 16 auf das Werkstück 8 verbessert und ein duch einen allfälligen Luftspalt bedingtes Echo verhindert oder vermindert, welches die Messergebnisse ungünstig beeinflussen würde.
Ein Geber 24 und der Prüfkopf 16 sind mit einer Auswertvorrichtung 26 verbunden, die zur Ermittlung des Innenabstandes r der Innenfläche des Hohlraumes 28 von der Drehachse Ao aus dem Aussenabstand R und der Dicke s der Wand 18 dient. Die ermittelten Werte können an einer Anzeigevorrichtung 30 angezeigt werden.
Die Figur 3 zeigt eine abgewandelte Form eines Tasters 32, der in einer Führung 34 in seiner Achsrichtung 36 hin- und herverschiebbar ist, wobei die Achsrichtung zweckmässigerweise radial und senkrecht zur Drehachse verläuft. Der Taster enthält eine Tastrolle 38, mit der er am Umfang eines Werkstückes angreift.
Ein Geber 40 dient zur Umwandlung der Bewegung des Tasters 32 in elektrische Impulse. Neben der Tastrolle 38 ist am Taster 32 ein Ultraschall-Prüfkopf 42 befestigt.
Das Messgerät ist in einer Richtpresse angeordnet, wobei die Haltevorrichtung 2 einen Teil der Richtpresse bildet und die weiter durch einen Richtstempel 44 oberhalb des Werkstückes 8 und Gegenlager 46 unterhalb des Werkstückes, sowie durch eine Steuervorrichtung 48 angedeutet ist. Richtpressen der genannten Art sind mehrfach bekannt, sodass auf eine Detailbeschreibung verzichtet werden kann.
Die Funktion des Messgerätes wird nachfolgend im Zusammenhang mit seiner Anordnung in einer Richtpresse näher beschrieben.
Wie bereits oben ausgeführt7, ist in der Richtpresse in der Haltevorrichtung 2 ein Werkstück 8 eingespannt, das um die Drehachse A gedreht wird. Diese Drehachse A stellt die Drehachse dar, 0 0 um die auch das Werkstück später drehbar sein soll und bezüglich der der Hohlraum 28 koaxial ausgerichtet sein soll. Bei dem zu prüfenden Werkstück liegt allerdings die Achse A1 des Hohlraumes 28 um den Betrag s r bezüglich der Drehachse A versetzt.
0 Das zu richtende Werkstück wird nun zunächst in die Richtpresse eingesetzt und vom Messgerät geprüft. Bei der Rotation des Werkstückes genügt es, wenn der Taster 10 lediglich die Aenderung R des Abstandes R der Aussenfläche des Umfanges des Werkstückes von der Drehachse A und der Prüfkopf 16 gleichzeitig Aenderungen t s 0 der Dicke s der Wand 18 messen. Dabei stellt das Messgerät fest, dass die Wandstärke von s1 bis s2 schwankt, sodass auch der Innenabstand des Hohlraumes zwischen den Werten r1 und r2 schwankt. Dies bedeutet, dass die Achse A1 des Hohlraumes 28 bezüglich der Drehachse A versetzt ist. Im gezeigten Beispiel 0 sei angenommen, dass der Abstand R des Umfanges des Werkstückes konstant sei, d.h. t R = 0. Bei Abweichungen muss der Wert R mitberücksichtigt werden.
Die vom Messgerät ermittelten Werte werden in die Steuervorrichtung 28 eingegeben, in der die Abweichungen der Istwerte vom Sollwert einerseits wie auch die Lage der Abweichungen andererseits bestimmt werden. Die computergesteuerte Steuervorrichtung 28 hält zum Richten des Werkstückes dieses in der Lage an, in der die Abweichung A r gegen den Richtstempel 44 weist.
Anhand der ermittelten Werte bestimmt der Computer der Steuervorrichtung 48 die Grösse des Richtweges, um den der Richtstempel 44 das Werkstück 8 biegen muss. Daraufhin werden zunächst die Gegenlager 46 gegen das Werkstück 8 zugestellt und dann mittels des Richtstempels 44 die notwendige Biegung auf das Werkstück ausgeübt. Nach erfolgtem Richten wird das Werkstück mittels des Messgerätes nochmals geprüft und gegebenenfalls nachgerichtet.
Nach dem Richten sind die Achse A1 des Hohlraumes 28 und die Drehachse Ao koaxial ausgerichtet. In einem folgenden Bearbei-0 tungsgang kann nun das Werkstück so bearbeitet werden, dass die durch die ursprüngliche Versetzung des Hohlraumes 28 bedingte Wandst ärkenände rung ns= s2 - s = u r ausgeglichen wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind an der Richtpresse lediglich ein Messgerät und ein Richtstempel 44 mit zwei Gegenlagern 46 gezeigt. Für kompliziertere Richtungen kann nun entweder das Werkstück axial bezüglich des Messgerätes und des Richtstempels verfahren werden oder das Messgerät und der Richtstempel mit den Gegenlagern können seitlich axial zum Werkstück verfahren werden. Zweckmässiger ist es allerdings je nach Länge des Werkstückes mehrere Messgeräte und mehrere Richtstempel mit Gegenlagern längs des zu richtenden Werkstückes anzuordnen, die entsprechend dem Richtvorgang zum Einsatz zu bringen.

Claims

P a t e n t a n s p r U c h e Messgerät zur Messung des Innenabstandes des Hohlraumes eines hohlen Werkstückes von seiner Drehachse, gekennzeichnet durch: - eine Haltevorrichtung (2) zur Halterung und Drehung des Werkstückes (8) um die Drehachse (A ); 0 - einen die Aussenfläche des Werkstückes (8) in Umfangsrichtung abtastenden Taster (10,32) zur Messung des Aussenabstandes (R) des Umfanges des Werkstückes (8) von der Drehachse (Ao); - einen am Taster (10,32) angeordneten Ultraschall-Prüfkopf (16,42) zur Messung der Dicke (s) der Wand (18) des WerkstUckes (8); - eine Auswertvorrichtung (26) zur Ermittlung des Innenabstandes (r) der Innenfläche des Hohlraumes (28) von der Drehachse (A ) aus dem Aussenabstand (R) und der Dicke (s) der 0 Wand (18).
2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, dass die Achse des Prüfkopfes (16,42) radial zur Drehachse (Ao) der Haltevorrichtung (2) ausgerichtet ist.
3. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkopf die Taststelle des Tasters bildet.
4. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in-Drehrichtung (14) gesehen hinter dem PrUfkopf (16) eine Düse (22) zur Zuführung einer Kontaktflüssigkeit zwischen Prüfkopf (16,42) und Werkstück (8) angeordnet ist.
5. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (10) ein um eine Achse (12) schwenkbarer bezüglich der Drehrichtung (14) schleppend angeordneter Tasthebel ist.
6. Verwendung des Messgerätes in einer Richtpresse zum Richten eines hohlen Werkstückes (8) nach der Lage seines Hohlraumes (28) bezüglich eines Sollwert, wobei das Messgerät mittels des Tasters (10,32) Aenderungen (R) der Umfangsform und mittels des Prüfkopfes (16,42) Aenderungen der Wanddicke (b s) ermittelt, wobei diese Werte in einer Steuervorrichtung (48) der Richtpresse mit dem Sollwert verglichen werden und im Falle der Abweichung vom Sollwert eine Richtvorrichtung (44,46) ausgelöst wird, um den Hohlraum (28) auf den Sollwert zu richten.