DE4015576A1 - Fasenlaengen-messgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Fasenlänge angefaster Werkstücke.

Zur Fasenlängenmessung sind bereits verschiedene, vergleichs­ weise aufwendige Geräte bekannt. Ein solches Gerät weist bei­ spielsweise einen Taster in Form eines Schwenkhebels auf mit einer Tastspitze, die entlang eines Weges relativ zu einem Werkstück verfahrbar ist. Pro Wegeinheit wird dabei ein be­ stimmter Schwenkwinkel registriert und in einem Diagramm aufge­ zeichnet. Aus dem Verhältnis von zurückgelegtem Weg und Schwenkwinkel läßt sich dann der Fasenwinkel oder die Länge der Fase berechnen.

Dieses Gerät ist bezüglich der praktischen Handhabung zur Messung der Fasenlänge ungünstig, für eine solche Messung insgesamt auch aufwendig und teuer. Vom Meßprinzip her ist dieses Meßgerät insbesondere für Formen, Gewinde, Einstiche und dergleichen konstruiert. Zur Kontrolle der Fasenlänge an Serienteilen, wo stichprobenweise die Fase auf Maßhaltigkeit überprüft werden soll, ist das Meßverfahren zu aufwendig und umständlich und somit für eine laufende Überwachung insbe­ sondere von Serienteilen praktisch ungeeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein insbesondere als Handgerät ausgebildetes Meßgerät der Eingangs erwähnten Art zur Messung der Fasenlänge zu schaffen, das einfach hand­ habbar ist und bei vergleichsweise geringem Aufwand ein gutes Meßergebnis liefert. Dabei soll der Meßvorgang selbst nur kurze Zeit in Anspruch nehmen und das Meßergebnis soll sofort und insbesondere auch direkt ablesbar zur Verfügung stehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß die Vorrichtung eine Auflage für das Werk­ stück aufweist, daß ein mit einer Wegmeßvorrichtung verbundener, an die angefaste Stirnseite des Prüflings (Werkstück) anleg­ barer Meßtaster oder dergleichen und zur Anlage an der Fasen­ fläche eine Anschlagkante vorgesehen sind.

Eine solche Meßvorrichtung ermöglicht auf einfache Weise eine schnelle Messung und Überprüfung der Fasenlänge. Dabei wird das zu überprüfende Werkstück auf die Auflage gelegt, mit der Fasenfläche gegen die Anschlagkante geschoben und der Über­ stand der angefasten Stirnseite des Werkstückes über die An­ schlagkante hinaus gemessen.

Die Meßvorrichtung ist einfach im Aufbau und läßt sich gut auch als kompaktes Handgerät herstellen. Der Meßvorgang be­ nötigt nur sehr kurze Zeit, so daß gut auch häufige Stich­ probenmessungen bei Serienfertigungen durchgeführt werden können.

Die Konstruktion des Gerätes erlaubt eine durchmesserunab­ hängige Messung der Fasenlänge an verschiedenen Werkstücken. Es lassen sich damit rohrartige Werkstücke oder auch Wellen messen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Länge des mit der Wegmeßvorrichtung verbundenen Meßtasters und/oder die Länge der Anschlagkante jeweils relativ zueinander zur Kom­ pensation unterschiedlicher Fasenwinkel verstellbar sind. Die Lage des Meßtasters, die Höhe der Anschlagkante und auch der Fasenwinkel des Prüflings stehen in einem direkten, geo­ metrischen Zusammenhang. Durch Verändern vorzugsweise der Meßtasterlänge oder gegebenenfalls der Anschlagkantenhöhe ist ein Anpassen an unterschiedliche Fasenwinkel möglich, durch das ein Umstellen der Wegmeßvorrichtung selbst dann sich er­ übrigt.

Zweckmäßigerweise weist die Werkstück-Auflage wenigstens einen Auflagebolzen auf, der zur Bildung einer Anschlagkante, vorzugsweise als Ansatzbolzen ausgebildet ist. Dadurch ist eine exakte Zuordnung der Auflageebene und der Lage der Anschlagkante relativ zu der Auflage vorhanden, so daß eine gute Meßgenauigkeit begünstigt und auch ein be­ sonders einfacher Aufbau möglich ist.

Vorzugsweise ist zur Längenänderung des Meßtasters innerhalb von dessen Längserstreckung eine einstellbare Gewindeverbindung vorgesehen. Dies läßt sich mit einfachen Mitteln bei guter Einstellgenauigkeit realisieren und außerdem ist auch eine gute Handhabung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Längenmeßvorrichtung eine Meßuhr vorgesehen ist. Solche Meßuhren sind handelsüb­ lich und stehen mit guter Meßgenauigkeit vergleichsweise preiswert zur Verfügung.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzel­ heiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine zum Teil im Schnitt gehaltene Seitenansicht Fasenlänge-Meßvorrichtung,

Fig. 2 eine Aufsicht des in Fig. 1 gezeigten Gerätes,

Fig. 3 eine Vorderseitenansicht des in Fig. 1 und 2 ge­ zeigten Gerätes,

Fig. 4 eine Längsschnitt-Detaildarstellung im Bereich eines Meßtasters und

Fig. 5 eine Prinzipskizze der Meßanordnung.

Die wesentlichen, zu einer Fasenlängen-Meßvorrichtung - kurz: Meßgerät - gehörenden Teile sind in den Fig. 1 und 2 und prinzipiell auch in der Fig. 5 erkennbar. Es sind dies eine Auflage 2 für das zu überprüfende Werkstück 3, ein mit einer Wegmeßvorrichtung 4 verbundener, an die angefaste Stirnseite 5 des Werkstückes 3 anlegbarer Meßtaster 6 sowie eine An­ schlagkante 7 zur Anlage an der Fasenfläche 8.

Mit Hilfe des Meßgerätes 1 kann die Fasenlänge l einer Fase 9 bestimmt werden, wobei dies in der Regel die achsparallele Länge zwischen Stirnseite 5 und dieser abgewandten Ende der Fasenfläche 8 ist.

Beim Meßvorgang wird das Werkstück 3 mit seinem Außenmantel auf die Auflage 2 aufgelegt und dann in axialer Richtung parallel zur Auflage gegen die stufenförmige Anschlagkante 7 verschoben. Gleichzeitig wird dabei der Meßtaster 6 ausge­ lenkt entsprechend dem axialen Überstand Ü (Fig. 5) über die Anschlagkanten 7 hinaus. Bei fest vorgegebener Höhe h der An­ schlagkante 7 über der Auflage 2 sowie fest vorgegebenem Fasenwinkel W ergibt sich für unterschiedliche Fasenlängen l auch ein entsprechend unterschiedlicher Überstand Ü, der über den Meßtaster 6 erfaßt und zu der Wegmeßvorrichtung 4 weiter­ geleitet wird.

Um bei unterschiedlichen Fasenwinkeln W aber gleichen Fasen­ längen l gleiche Anzeigen bei der Wegmeßvorrichtung 4 zu er­ halten, müssen die sich ergebenden, unterschiedlichen Über­ stände Ü ausgeglichen werden. Dafür ist im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel eine durch eine einstellbare Gewindeverbindung 10 realisierte Längenverstellvorrichtung 11 innerhalb der Längserstreckung des Meßtasters 6 vorgesehen. An diese Längenverstellvorrichtung 11 ist einerseits der Taster 6a der Wegmeßvorrichtung 4 angeschlossen und anderer­ seits der an das Werkstück 3 anlegbare Meßtaster 6.

Der Aufbau der Längenverstellvorrichtung 11 ist Fig. 4 ent­ nehmbar. Die Gewindeverbindung 10 dieser Längenverstellvor­ richtung 11 hat ein mit dem Taster 6a verbundenes Außenge­ windeteil 13 sowie ein mit dem Meßtaster 6 verbundenes Innen­ gewindeteil 14. Durch Verdrehen des Innengewindeteiles mit dem damit verbundenen Meßtaster 6 kann die Gesamtlänge des Meßtasters und damit auch dessen Ausgangslänge variiert und an unterschiedliche Fasenwinkel angepaßt werden. Das Meß­ tasterteil 6a ist drehfest und auch das damit verbundene Außengewindeteil 13 ist gegen Verdrehen gesichert. Das Innengewindeteil 14 bildet eine manuell betätigbare Stellschraube und weist an seinem Außenmantel einen Rändel­ ring 15 auf.

Die zur Längenkompensation unterschiedlicher Fasenwinkel vor­ gesehene Längenverstellung des Meßtasters 6 erfordert bei ge­ gebener Gewindesteigung der Gewindeverbindung 10 einen ent­ sprechenden Verdrehwinkel. Zur Kontrolle ist auf dem Außen­ mantel des Innengewindeteiles 14 eine Skala 16 mit Fasen­ winkelmaßen vorgesehen. Dieser Skala 16 ist ein Zeiger 17 zu­ geordnet. Somit ist das Einstellen auf unterschiedliche Fasenwinkel einfach durchführbar und auch kontrollierbar. Zur weiteren Vereinfachung der Einstellung dient eine Rastvor­ richtung 18 mit einer durch eine Feder 19 belasteten Kugel 20 innerhalb des Innengewindeteiles 14 und am Umfang des Außen­ gewindeteiles 13 sind Rastvertiefungen 21 an bestimmten Fasenwinkeln zugeordneten Stellen vorgesehen. Beispielsweise können diese Rastvertiefungen 21 an Stellen vorgesehen sein, die den in der Praxis am häufigstens vorkommenden Fasen­ winkeln entsprechen, beispielsweise 15°, 20°, 30° und 45°.

Erwähnt sei noch, daß zur Anpassung an unterschiedliche Fasenwinkel die Gesamtlänge des Meßtasters 6 auch unverändert bleiben kann, wobei in diesem Falle die Höhe h der Anschlag­ kante 7 variiert werden müßte.

Als Wegmeßvorrichtung 4 kommt bevorzugt, wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt, eine Meßuhr 12 zum Einsatz. Es können hierbei wahlweise mechanische Meßuhren oder elektro­ nische Meßuhren, wahlweise mit analoger oder digitaler An­ zeige verwendet werden. Fig. 2 läßt noch gut erkennen, daß der Meßuhrentaster 6a über eine Klemmverbindung 22 mit dem Außengewindeteil 13 verbunden ist.

Als Auflage 2 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei parallel zueinander angeordnete Auflagebolzen 23 vorgesehen. Zur Bildung der Anschlagkante(n) 7 weisen die Auflagebolzen 23 einen im Durchmesser größeren Ansatz 24 auf, so daß eine feste Zuordnung zwischen Auflageebene und Höhe sowie Lage der Anschlagkante 7 gegeben ist.

Die Ausgangslage des Meßtasters 6, der ohne Beaufschlagung in diese Ausgangslage ausfedert, ist der Lage der Anschlagkante 7 zugeordnet.

Wie aus Fig. 1 entnehmbar, sind die Auflagebolzen etwa hori­ zontal angeordnet, so daß ein Werkstück 3 - zum Beispiel ein Bolzen oder ein Ring - dort aufgelegt oder eingehängt werden kann. Durch axiales Verschieben gegen die Anschlagkante 7 wird das Werkstück dann in Meßposition gebracht, wo bereits der Meßtaster 6 von der Stirnseite 5 des Werkstückes beauf­ schlagt und axial verschoben ist. Das Meßergebnis ist dann direkt bei der Meßuhr 12 ablesbar. Ein solcher Meßvorgang kann in kürzester Zeit, beispielsweise innerhalb einer oder zwei Sekunden durchgeführt werden.

Prinzipiell würde ein Auflagebolzen 23 genügen, für die Praxis ist jedoch die Lage des zu messenden Werkstückes bei zwei mit Abstand zueinander angeordneten Auflagebolzen 23 vorgegeben, so daß sich eine bessere Meßgenauigkeit auch bei kurzen Meßvorgängen ergibt.

Zur Anpassung an unterschiedliche Werkstücke ist die Lage der beiden Auflagebolzen 23 veränderbar. Fig. 3 läßt erkennen, daß dazu ein im Kreisbogen verlaufender Schlitz 25 in einer Trägerplatte 26 angeordnet ist. Die beiden Auflagebolzen 23 sind über Schrauben 27 (Fig. 2) gehalten und nach Lösen dieser Schrauben 27 lassen sich die Bolzen verstellen.

Der Meßtaster 6 ist, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, mit seinem Tastende etwa zwischen den beiden Auflagebolzen 23 und mit Seitenabstand zu einer Verbindungslinie zwischen diesen beiden Auflagebolzen angeordnet.

Das Meßgerät 1 weist ein Gestell 28 mit einer Grundplatte 29 zum Aufstellen auf einen Untergrund sowie die damit ver­ bundene, etwa vertikale Trägerplatte 26 auf. An der Träger­ platte 26 befindet sich ein Meßuhrhalter 30 und auch die Auf­ lagebolzen 23 sind auf der anderen Seite als der Meßuhren­ halter 30 mit der Trägerplatte 26 verbunden. Insgesamt bildet das Meßgerät 1 ein handliches, kompaktes Handgerät.

Wie bereits vorerwähnt ist die Länge des Überstandes der an­ gefasten Stirnseite 5 des Werkstückes 3 von der Höhe h der Anschlagkante 7 über der Auflage 2 und auch vom Fasenwinkel abhängig. Für die Praxis ist die Höhe h der Anschlagkante 7 so bemessen, daß noch die kleinsten am Werkstück 3 vorkommen­ den Fasenhöhen entsprechend dem Abstand der Außenkante der Stirnseite 5 senkrecht zur Verlängerung des Außenmantels des Werkstückes, einen geringfügigen Überstand Ü ergeben.

Die Höhe h der Anschlagkante 7 beträgt dabei zweckmäßiger­ weise wenige Zehntel-Millimeter. In einer praktischen Aus­ führungsform, bei der die Längenverstellvorrichtung 11 für den Meßtaster 6 zur Fasenwinkelkompensation mit einer Ge­ windeverbindung 10 arbeitet, die eine Steigung von einem Millimeter hat, würde sich für eine halbe Umdrehung eine zuge­ hörige Stufenhöhe h der Anschlagkante 7 von 0,183 mm ergeben.

Zwischen einem größten Fasenwinkel von hier 45° und einen kleinsten Fasenwinkel von 15° könnte bei gleicher Fasenlänge der sich einstellende, unterschiedliche Überstand Ü von 0,5 mm mit einer halben Umdrehung an der Winkelvorwählschrauben (Längenver­ stellvorrichtung 11) ausgeglichen werden. Bezogen auf die Länge einer 45°-Fase würde sich bei einem Fasenwinkel von 30° eine Ausgleichslänge von 0,13 mm, bei 20° ein Ausgleich von 0,32 mm ergeben.

Erwähnt sei noch, daß die Längenverstellvorrichtung 11 Dreh­ begrenzungen aufweist, damit die Meßtaster-Länge nicht über den vorgesehenen Längenausgleichsbereich hinaus verstellt wird.

In Fig. 5 sind zwei verschiedene Werkstücke 3 jeweils in Meßposition dargestellt. Beide Werkstücke 3 haben hier die gleiche Fasenlänge l, jedoch unterschiedliche Fasenwinkel W1 und W2. Das durchgezogen dargestellte Werkstück 3 hat hier einen Fasenwinkel W2 von 45°. Entsprechend ergibt sich ein Überstand Ü2, der größer ist als der Überstand Ü1 des strich­ liniert gezeigten Werkstückes 3 mit einem Fasenwinkel W1 von 15°. Um trotz dieser unterschiedlichen Überstände Ü1 beziehungs­ weise Ü2 eine gleiche Anzeige bei der Meßuhr 12 entsprechend der gleichen Fasenlänge l der Fasen 9, 9′ zu erhalten, muß der Meßtaster 6 auf die unterschiedlichen Fasenwinkel durch Verändern seiner Länge um die Strecke V angepaßt werden. Dies erfolgt mit der Längenverstellvorrichtung 11.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmalen können sowohl einzeln als auch in be­ liebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Messen der Fasenlänge angefaster Werk­ stücke, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Auflage (2) für das Werkstück (3) aufweist, daß ein mit einer Wegmeß­ vorrichtung (4) verbundener, an die angefaste Stirnseite (5) des Prüflings (Werkstück 3) anlegbarer Meßtaster (6) und zur Anlage an der Fasenfläche (8) eine Anschlagkante (7) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des mit der Wegmeßvorrichtung verbundenen Meß­ tasters (6) und/oder die Lage der Anschlagkante (7) je­ weils relativ zueinander zur Kompensation unterschied­ licher Fasenwinkel (W) verstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkstück-Auflage (2) wenigstens einen Auflagebolzen (23) aufweist, der zur Bildung einer An­ schlagkante (7) vorzugsweise als Ansatzbolzen mit einem im Durchmesser größeren Ansatz (24) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Höhe (h) der über die Auflage (2) vorstehenden Anschlagkante (7) kleiner als die kleinste Fasenhöhe einer zu messenden Fase ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Längenänderung des Meßtasters (6) innerhalb von dessen Längserstreckung eine einstellbare Gewindeverbindung (10) als Längenverstellvorrichtung (11) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung (10) des Meßtasters (6) ein Außen­ gewindeteil (13) und ein auf dieses Außengewindeteil auf­ schraubbares Innengewindeteil (14) aufweist und daß vor­ zugsweise eine Drehbegrenzung für den größten Fasenwinkel und auch für den kleinsten Fasenwinkel vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewindeteil (14) als Stellschraube mit einer Skala (16) für die vorgesehenen Fasenwinkel ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei derLängenverstellvorrichtung (11) des Meßtasters (6) eine jeweils bei vorgesehenen Fasenwinkeln lösbar einrastende Rastvorrichtung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Längenmeßvorrichtung (11) eine Meß­ uhr (12) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die axiale Längenverstellbarkeit des Meßtasters (6) bei größten beziehungsweise kleinsten vor­ gesehenen Fasenwinkeln von 45° beziehungsweise 15°, 0,5 mm beträgt und daß in Abstimmung dazu die Fasenanschlag­ kante (7) über die Auflageebene (2) für das Werkstück 0,183 mm (0,1830127) übersteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflage (2) zwei parallele Auf­ lagebolzen (23) vorgesehen sind, die vorzugsweise in ihrem Parallelabstand zueinander, insbesondere auf einem Kreisbogen verstellbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastende des Meßtasters (6) etwa zwischen den beiden Auflagebolzen (23) und vorzugsweise mit Seitenabstand zu einer Verbindungslinie zwischen diesen beiden Auflagebolzen angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gestell (28) mit einer Grund­ platte (29) sowie einer etwa vertikalen Trägerplatte (26) mit daran befindlichem Meßuhr-Halter (30) und damit ver­ bundener Werkstück-Auflage (2) vorgesehen ist.