DE9003357U1 - Measuring device for measuring the inner diameter with a probe that can be moved axially in a cylindrical housing - Google Patents

Claims (3)

Meßgerät zum Messen des InnendurchmessersMeasuring device for measuring the inner diameter Die Erfindung betrifft ein^Meßgerät zum Messen des Innendurchmessers mit einem in einem zylindrischen Gehäuse axial bewegbaren Taster/^ einem Triebstift und einer Triebnadel, welche die Axial bewegung auf einen spreizbaren, Tastkugeln tragenden Tastkopf übertragen.The invention relates to a measuring device for measuring the inner diameter with a probe/^ a drive pin and a drive needle that can be moved axially in a cylindrical housing, which transfer the axial movement to an expandable probe head carrying probe balls. Aus der DE-OS 32 16 242 ist ein Meßinstrument zum Messen des Innendurchmessers einer Öffnung oder dgl. bekannt, das eine in einem zylinderförmigen Hauptkörper axial bewegbare Spindel aufweist, wobei Meßelemente geradlinig in einer zur Spindel senkrechten Richtung, der Bewegung der Spindel folgend, bewegbar sind. Die Meßelemente müssen zunächst durch manuelle Betätigung zweier Hebel zurückgezogen werden, um in die Öffnung eingeführt werden zu können. Anschließend wird die Spindel beim Loslassen der Hebel unter Federkraft nach unten verschoben, um die Meßelemente in ihre Meßstellung zu drücken. Die Abwärtsbewegung der Spindel wird auf eine Meßuhr übertragen und angezeigt. Mit dieser verhältnismäßig sperrigen Vorrichtung ist eine Messung der Tiefe (Einstichtiefe) nicht möglich. From DE-OS 32 16 242 a measuring instrument for measuring the inner diameter of an opening or the like is known, which has a spindle that can be moved axially in a cylindrical main body, with measuring elements that can be moved in a straight line in a direction perpendicular to the spindle, following the movement of the spindle. The measuring elements must first be pulled back by manually operating two levers in order to be able to be inserted into the opening. Then, when the levers are released, the spindle is moved downwards under spring force in order to press the measuring elements into their measuring position. The downward movement of the spindle is transmitted to a dial gauge and displayed. With this relatively bulky device, it is not possible to measure the depth (penetration depth). Aus der DE-OS 26 15 786 ist ein Spreiztaster für Vergleichs-Innenmessungen an Bohrungen und innenliegenden Ringnuten bekannt. Der Spreiztaster weist ein Rohr und einen an dessen vorderem Ende angebrachten Tastkopf mit balliger Umfangsfläche sowie an hinterem Ende einen das Rohr verdickenden Nippel auf. Rohr, Tastkopf und Nippel sind mit einem durchgehenden, achsparallelen Schlitz versehen, dessen Breite geringer als die leichte Weite des Rohres ist. Auf der dem Tastkopf abgewandten Seite des Nippels ist diesem gegenüber ein durchbohrter Schaft angeordnet, der mittels zweier achsparalleler Blattfedern mit dem Nippel verbunden ist. In dem Rohr, dem Nippel und dem Schaft ist ein nadelartiger Stab axial verschiebbar gelagert, an dessen hinterem Ende ein Sprengring angeordnet ist. Zwischen dem Schaft und dem Sprengring sitzt auf dem Stab eine auf Druck beanspruchbare Schraubenfeder.A spread probe for comparative internal measurements on bores and internal ring grooves is known from DE-OS 26 15 786. The spread probe has a tube and a probe head with a spherical peripheral surface attached to the front end, as well as a nipple at the rear end that thickens the tube. The tube, probe head and nipple are provided with a continuous, axially parallel slot, the width of which is less than the slight width of the tube. On the side of the nipple facing away from the probe head, a drilled shaft is arranged opposite it, which is connected to the nipple by means of two axially parallel leaf springs. A needle-like rod is mounted axially displaceably in the tube, the nipple and the shaft, and a snap ring is arranged at the rear end of the rod. A helical spring that can be subjected to compression sits on the rod between the shaft and the snap ring. Am vorderen Ende des Stabes ist ein keilförmiger Flachkörper befestigt, dessen Spitze im Schlitz zwischen den beiden Hälften des Tastkopfes liegt. Der Schaft wird von einem Halter getragen, der einen Drücker aufweist. Bei dessen Betätigung wird ein Stößel von einer Meßuhr wegbewegt, der den Stab mit dem Flachkörper nach vorn schiebt, wobei letzterer den Tastkopf spreizt. Dieser ermöglicht eine verhältnismäßig große Spreizung und eignet sich auch für Vergleichs-Innenmessungen von tiefen, schmalen Ringnuten. Eine Messung der Einstichtiefe ist auch mit dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich.A wedge-shaped flat body is attached to the front end of the rod, the tip of which lies in the slot between the two halves of the probe head. The shaft is supported by a holder that has a pusher. When this is activated, a plunger is moved away from a dial gauge, which pushes the rod with the flat body forward, whereby the latter spreads the probe head. This enables a relatively large spread and is also suitable for comparative internal measurements of deep, narrow ring grooves. Measuring the penetration depth is also not possible with this known device. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß nicht nur Vergleichsmessungen von Innendurchmessern durchführbar sind, sondern auch die axiale Lage (Einstichtiefe) beispielsweise von Ringnuten mit ein und derselben Messung mittels eines kompakten Gerätes vergleichsweise feststellbar ist, wobei das Gerät zusätzlich Lagefehler zwischen einer Anschlagkante und der Ringnut eliminiert.The invention is based on the object of designing a measuring device of the type mentioned at the beginning in such a way that not only comparative measurements of internal diameters can be carried out, but also the axial position (penetration depth), for example of ring grooves, can be determined comparatively with one and the same measurement using a compact device, whereby the device additionally eliminates position errors between a stop edge and the ring groove. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the characterizing features of the main claim. Advantageous embodiments result from the subclaims. Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine schematische, teils gebrpchene, Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Meßgerätes zum Messen des Innendurchmessers von Einstichen und ihrer Position in bezug auf die Werksstückstirnseite unter Berücksichtigung der Lagefehler (Mittenversatz der Anschlagskante und der Ringnut).The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawing. This shows a schematic, partially broken, sectional view of a measuring device according to the invention for measuring the inner diameter of recesses and their position in relation to the workpiece face, taking into account the position errors (center offset of the stop edge and the ring groove). Das Meßgerät weist ein zylindrisches Gehäuse (10) und einen Schwimmhalter (11) auf, zwischen denen als axiales Lager ein Kugelkäfig (12) angeordnet ist. Ein erstes Radiallager (13) ist zwischen dem Schwimmhalter (11) und einem Ausgleichs-The measuring device has a cylindrical housing (10) and a floating holder (11), between which a ball cage (12) is arranged as an axial bearing. A first radial bearing (13) is arranged between the floating holder (11) and a compensating körper (14) vorgesehen, dessen unterer Abschnitt eine Buchsebody (14) is provided, the lower section of which is a bushing (15) aufnimmt. In der Mittelachse derselben ist ein Triebstift(15). In the central axis of the same a drive pin (16) geführt, dessen unteres Ende auf einer Triebnadel (17) sitzt und dessen oberes Ende von einem Taster (18) beaufsichtigt wird, der in einem Zylinder (19) axial bewegbar ist, welcher in einem Kiemenstück (20) sitzt. Die Triebnadel (17) ist von einem Rohr (21) umgeben, an dessen unterem Ende ein Tastkopf (22) mit Tastkugeln (23) montiert ist. Oberhalb des Tastkopfes (22) und koaxial mit demselben ist ein Zentrierkopf (24) angeordnet, der eine umlaufende, abgeschrägte Anschlagkante 24' aufweist.(16), the lower end of which sits on a drive needle (17) and the upper end of which is monitored by a probe (18) that is axially movable in a cylinder (19) that sits in a gill piece (20). The drive needle (17) is surrounded by a tube (21), at the lower end of which a probe head (22) with probe balls (23) is mounted. Above the probe head (22) and coaxial with it is arranged a centering head (24) that has a circumferential, beveled stop edge 24'. Der Taster (18) ist von einer Feder (25) umgeben, die sich oben am Zylinder (19) und unten an einer Ringschulter (26) abstützt, die mit dem Taster (18) fest verbunden ist. In der Buchse (15) ist eine zylindrische Aussparung (27) für eine Gegenfeder (28) vorgesehen, welche die Triebnadel (17) umgibt. Die Gegenfeder (28) stützt sich nach oben an der Buchse (15) und nach unten an dem Ausgleichskörper (14) ab, der in seinem oberen Teil topfartig erweitert ist. Die Buchse (15) ist in ihrem oberen Abschnitt gleichfalls tellerartig verbreitert und wird von Pneumatikzylindern (29) beaufschlagt, von denen hier nur einer gezeigt ist. Am oberen Ende trägt der Schwimmhalter (11) einen Ring (30) mit einem angeformten Ansatz (31). Ein Taststift (32) eines zweiten Tasters (33) liegt auf dem Ring (30) auf.The button (18) is surrounded by a spring (25) that rests on the top of the cylinder (19) and on a ring shoulder (26) at the bottom that is firmly connected to the button (18). The bushing (15) has a cylindrical recess (27) for a counter spring (28) that surrounds the drive needle (17). The counter spring (28) rests on the top of the bushing (15) and on the bottom of the compensating body (14), which is widened like a pot in its upper part. The bushing (15) is also widened like a plate in its upper section and is acted upon by pneumatic cylinders (29), only one of which is shown here. At the upper end, the floating holder (11) has a ring (30) with a molded-on shoulder (31). A stylus (32) of a second button (33) rests on the ring (30). Im Ruhezustand ist der Tastkopf (22) durch die eigene Federkraft auf einen Minimaldurchmesser gespreizt. Zum Messen wird das Meßgerät auf ein Werkstück (34) aufgesetzt, dessen Inneneinstich-Durchmesser d und dessen Einstichtiefe bei Eliminierung der Lagefehler zwischen Ringnut und Anschlagkante (24) festgestellt werden sollen. Der Tastkopf (22) richtet sich über das Radiallager (13) radial und über den Kugelkäfig (12) axial aus, wobei die Anschlagkante 24' auf dem Werkstück (34) aufsitzt. Der axiale Abstand zwischen den Tastkugeln (23) des Tastkopfes (22) und der Anschlagkante 24' desIn the resting state, the probe head (22) is spread to a minimum diameter by its own spring force. To measure, the measuring device is placed on a workpiece (34) whose internal penetration diameter d and penetration depth are to be determined by eliminating the positional errors between the ring groove and the stop edge (24). The probe head (22) is aligned radially via the radial bearing (13) and axially via the ball cage (12), with the stop edge 24' resting on the workpiece (34). The axial distance between the probe balls (23) of the probe head (22) and the stop edge 24' of the Zentrierkopfes (24), die sogenannte Einstichtiefe x, ist definiert festgelegt. Bei Freigabe der Meßkraft des Tasters (18) spreizt der Tastkopf (22) mit den Tastkugeln (23) in den Einstich zur Durchmesser und Längenmaßermittlung, wobei die den Taster (18) neutralisierende Kraft der Feder (25) durch die Einwirkung der Pneumatikzylinder (29) aufgehoben wird. Deren Zuleitungen sind hier nicht gezeigt. Die Pneumatikzylinder (29) wirken auf die Buchse (15) und drücken die Gegenfeder (28) nieder, welche die Meßkraft neutralisiert. Die Meßkraft kann nur über den Triebstift (16) die Triebnadel (17) axial verschieben und den Tastkopf (22) spreizen. Dieser wird durch seine Meßkraft durch das Radiallager (13) radial und mittels des Kugelkäfigs (12) axial zentriert. Die Ermittlung der Einstichtiefe erfolgt nunmehr mittels des Tasters (33), der ebenso wie der Taster (18) in bekannter Weise mit einer hier nicht gezeigten Meßuhr verbunden ist.Centering head (24), the so-called penetration depth x, is defined. When the measuring force of the probe (18) is released, the probe head (22) with the probe balls (23) expands into the recess to determine the diameter and length, whereby the force of the spring (25) neutralizing the probe (18) is canceled out by the effect of the pneumatic cylinders (29). Their supply lines are not shown here. The pneumatic cylinders (29) act on the bushing (15) and press down the counter spring (28), which neutralizes the measuring force. The measuring force can only axially move the drive needle (17) and expand the probe head (22) via the drive pin (16). This is centered radially by its measuring force through the radial bearing (13) and axially by means of the ball cage (12). The penetration depth is now determined using the probe (33), which, like the probe (18), is connected in a known manner to a dial gauge (not shown here). ZusammenfassungSummary Das Meßgerät dient sowohl zum Messen des Innendurchmessers von Einstichen als auch zur gleichzeitigen Feststellung der Einstichtiefe unter Ausgleichung der radialen Lagefehler. Dazu ist oberhalb eines spreizbaren Tastkopfes für die Ermittlung des Durchmessers ein Zentrierkopf mit definiertem Abstand zum Tastkopf sowie ein zweiter Taster vorgesehen. Der spreizbare Tastkopf wird in an sich bekannter Weise mittels Triebstift und Triebnadel gespreizt, die mittels eines ersten Tasters axial verschoben werden. Dieser ist gegen den Druck einer Feder bewegbar, während eine Gegenfeder eine Buchse beaufschlagt, in der der Triebstift geführt ist. Die Buchse ist durch Pneumatikzylinder axial verschiebbar, und Tastkopf, Zentrierkopf sowie ein diese tragendes Rohr sind schwimmend gelagert.The measuring device is used both to measure the inner diameter of recesses and to simultaneously determine the recess depth while compensating for radial position errors. For this purpose, a centering head with a defined distance from the probe head and a second probe are provided above an expandable probe head for determining the diameter. The expandable probe head is expanded in a conventional manner using a drive pin and drive needle, which are axially displaced using a first probe. This can be moved against the pressure of a spring, while a counter spring acts on a bushing in which the drive pin is guided. The bushing can be moved axially using pneumatic cylinders, and the probe head, centering head and a tube supporting them are mounted in a floating manner. BezugszeichenlisteList of reference symbols 1010 GehäuseHousing 1111 SchwimmhalterFloating holder 1212 KugelkäfigBall cage 1313 RadiallagerRadial bearing 1414 AusgleichskörperCompensating body 1515 BuchseRifle 1616 TreibstiftDriving pin 1717 TriebnadelDrive needle 1818 TastenKeys 1919 Zylindercylinder 2020 KlemmstückClamping piece 2121 RohrPipe 2222 TastkopfProbe 2323 TastkugelnTouch balls 2424 ZentrierkopfCentering head 24'24' AnschlagkanteStop edge 2525 FederFeather 2626 RingschulterRing shoulder 2727 AussparungRecess 2828 GegenfederCounter spring 2929 PneumatikzylinderPneumatic cylinder 3030 Ringring 3131 AnsatzApproach 3232 TaststiftStylus 3333 TasterButton 3434 Werkstückworkpiece 3535 RadiallagerRadial bearing Werner Künz
Obergasse 35Werner Kuenz
Obergasse 35 Linden-Groß en-LindenLinden-Groß en-Linden ANSPRÜCHEEXPECTATIONS Meßgerät zum Messen des Innendurchmessers mit einem in einem zylindrischen Gehäuse axial bewegbaren Taster, einem Triebstift und einer Triebnadel, welche die Axialbewegung des Tasters auf einem spreizbaren, Tastkugeln tragenden Tastkopf übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (18) gegen den Druck einer Feder (25) bewegbar ist, der Triebstift (16) in einer Buchse geführt ist, die von einer Gegenfeder (28) gestützt und mittels Pneumatikzylindern (29) axial verschiebbar ist, und daß zur Ermittlung der Einstichtiefe oberhalb des Tastkopfes (22) koaxial mit demselben ein axial verschiebbarer Zentrierkopf (24) mit einer Anschlagkante (24^f) in definiertem axialem Abstand (x) zu den Tastkugeln (23) des Tastkopfes (22) vorgesehen ist, wobei der Verschiebeweg des Zentrierkopfes (24) mittels eines Taststiftes (32) feststellbar und Lagefehler im Werkstück (34) durch das Schwimmen des Zentrierkopfes (24) über Lager (35) zum Tastkopf (22) ausgleichbar sind.Measuring device for measuring the inner diameter with a probe that can be moved axially in a cylindrical housing, a drive pin and a drive needle, which transmit the axial movement of the probe to an expandable probe head carrying probe balls, characterized in that the probe (18) can be moved against the pressure of a spring (25), the drive pin (16) is guided in a bushing that is supported by a counter spring (28) and can be moved axially by means of pneumatic cylinders (29), and that for determining the penetration depth above the probe head (22) coaxially with the same an axially displaceable centering head (24) with a stop edge (24 ^f ) at a defined axial distance (x) from the probe balls (23) of the probe head (22) is provided, wherein the displacement path of the centering head (24) can be determined by means of a probe pin (32) and position errors in the workpiece (34) can be detected by the floating of the Centering head (24) can be compensated via bearings (35) to the probe head (22). 2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (22), der Zentrierkopf (2A) und ein diese tragendes Rohr (21) mittels eines Radiallagers (13) schwimmend gelagert sind, wobei der Zentrierkopf (24) zusätzlich unabhängig vom Tastkopf (22) im Gehäuse (10) radial schwimmend gelagert ist .2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the probe head (22), the centering head (2A) and a tube (21) supporting them are mounted in a floating manner by means of a radial bearing (13), whereby the centering head (24) is additionally mounted in a radially floating manner in the housing (10) independently of the probe head (22). 3. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (22) beim Spreizen mittels des Radiallagers (13) radial und mittels eines Kugelkäfigs (12) axial in die Meßposition zentrierbar ist.3. Measuring device according to claims 1 and 2, characterized in that the probe head (22) can be centered radially in the measuring position by means of the radial bearing (13) when expanded and axially by means of a ball cage (12).