DE9106216U1 - Dorn zur Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung - Google Patents

Description

Dorn zur Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung

Die Erfindung betrifft einen Dorn zur Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung, wobei bewegliche Meßbacken in die Bohrung eingeführt werden.

Die Bestimmung des Durchmessers von Bohrungen ist in der Fertigung ein häufig vorkommender Arbeitsgang.

Beispielsweise bei der Herstellung flexibler Spannsysteme mit Aufnahmebohrungen für Spannlöcher in einer Mehrfachlochplatte, die zum Anordnen und Befestigen von Werkteilen für das exakte Vermessen dieser Teile dienen, ist eine Vielzahl von Bohrungen auszumessen. Der damit verbundene Arbeitsaufwand ist erheblich, und die Güte der Messungen sowie die erforderliche Arbeitszeit hängen entscheidend von den benutzten Meßwerkzeugen ab.

Es ist bekannt, die Abweichung des Durchmessers einer Bohrung vom Sollmaß beispielsweise mit Hilfe eines

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Kaliberdornes, d. h. einer Grenzlehre mit exakt geschliffenen und polierten Enden, zu überprüfen, wobei der Durchmesser des einen Endes der Lehre Schwachmaß aufweist, d. h. unter dem Sollwert liegt, während der Durchmesser des anderen Endes Starkmaß hat, d. h. über dem Sollwert liegt.

Beim Meßvorgang wird geprüft, ob und gegebenenfalls welches Ende der Lehre in die Bohrung paßt. Eine exakte Durchmesserbestimmung ist dadurch nicht möglich; dem Fachmann wird lediglich angezeigt, ob der Bohrungsdurchmesser innerhalb einer zulässigen Toleranz liegt.

Zur Bestimmung des Durchmessers von Bohrungen werden unter anderem auch verstellbare Lochlehren mit Mikrometer verwendet. Ein geschlitzter Dorn mit halbkreisförmigen Backen wird in die Bohrung eingeführt und mittels einer innenliegenden Gewindespindel durch Drehen der Mikrometerschraube auseinandergedrückt. Von Nachteil ist, daß ein derartiger Meßvorgang relativ langsam abläuft, und daß die Messungen zur Bestimmung des Durchmessers einer Vielzahl gleichartiger Bohrungen, wie sie beispielsweise bei den eingangs erwähnten Spannsystemen erforderlich sind, sich nicht automatisieren lassen; nach Einführen der Lehre in eine Bohrung muß die Mikrometerschraube jedes Mal aufs Neue betätigt und der Meßwert an den Skalen von Meßspindel und Meßhülse abgelesen werden. Das ist umständlich und zeitaufwendig.

Bei Verwendung eines Mikrometers mit Meßuhr zur Durchmesserbestimmung von Bohrungen wird der Meßwert nach entsprechender Drehung der Gewindespindel durch

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Zeigerausschlag an der Meßuhr angezeigt; das lästige Ablesen der Skalen von Meßspindel und Meßhülse entfällt dabei, aber eine weitere, zeitsparende Automation des Meßvorganges, die besonders bei immer wiederkehrenden Messungen gleichartiger Bohrungsdurchmesser einen großen Vorteil bringt, ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dorn zur Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung bereitzustellen, mit dessen Hilfe die Messungen relativ einfach und schnell durchführbar sind, und der gegebenenfalls vor oder nach jedem Meßvorgang automatisch und rasch kalibrierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dorn aus einer zylindrischen Hülse besteht, die am oberen, freien Ende einen ringförmigen Wulst hat, und deren obere Öffnung als nach unten sich verjüngender Trichter ausgebildet ist, daß der obere Teil der Hülse von oben nach unten parallel zueinander verlaufende Längsschlitze aufweist und in bogenförmig ausgebildete, federnd bewegliche, beim Messen punktförmig an der Bohrung anliegende Meßbacken aufgeschlitzt ist, daß in dem Trichter eine an der schräg geneigten Wand des Trichters entsprechend der Änderung des Durchmessers des Domes auf- und abgleitbare Kugel vorgesehen ist, deren Auf- und Abwärtsbewegung auf ein Tasterelement übertragbar ist, das die Änderung des Durchmessers an einem Meßgerät zur Anzeige bringt, und daß der Dorn mit Hilfe eines an den Wulst der Meßbacken anbringbaren und diesen umschließenden Lehrringes kalibrierbar ist.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin,

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daß der obere Teil der Hülse drei von oben nach unten parallel zueinander verlaufende Längsschlitze aufweist.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß der obere Teil der Hülse mehr als drei von oben nach unten parallel zueinander verlaufende Längsschlitze aufweist.

Erfindungsgemäß sind neben einer Durchmesserbestimmung von Bohrungen auch Positionsmessungen von Bohrungen dadurch möglich, daß die Hülse Teil eines in zwei Richtungen bewegbaren Kreuzschlittens ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Bestimmung von Bohrungsdurchmessern schnell durchführbar ist, daß der Dorn mit Hilfe eines Lehrringes gegebenenfalls vor oder nach jedem Meßvorgang zeitsparend kalibrierbar ist, und daß der Meßvorgang automatisch abläuft. Des weiteren werden bei Einführen des erfindungsgemäßen Domes in einer Bohrung durch die zusammendrückbaren, punktförmig an der Bohrungswand anliegenden Meßbacken an der Wand haftende Verschmutzungen weggeschoben, und die Gefahr von Fehlmessungen, wie sie bei den erst in der Bohrung spreizbaren, bekannten Lochlehren gegeben ist, ausgeschlossen. Vorteilhaft ist auch, daß die Kraft, mit der die Meßbacken an der Bohrungswand beim Einführen und Messen anliegen, durch die geschlitzte und federnd zusammendrückbare Hülse selbst aufgebracht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

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Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Domes mit schematisch dargestellter Meßwertanzeige,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Dorn mit Lehrring,

Fig. 3 die Draufsicht auf eine Ausbildungsform der Meßbacken eines Domes mit Dreipunkt-Zentrierung und angelegtem Lehrring und

Fig. 4 die Draufsicht auf eine andere Ausbildungsform der Meßbacken eines Domes mit Dreipunkt-Zentrierung und angelegtem Lehrring.

Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 in Seitenansicht und im Längsschnitt dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Dorn 1 zur Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung aus einer zylindrischen Hülse 2 gebildet, die an ihrem oberen, offenen Ende einen umlaufenden Wulst 3 aufweist. Außerdem erkennt man, daß die obere Öffnung der Hülse 2 als nach unten sich verjüngender Trichter 4 ausgebildet ist, in dem sich eine Kugel 7 befindet. An die Kugel 7, beispielsweise aus gehärtetem Stahl oder Rubin, greift eine Stange 8 an, die in der Längsachse der Hülse 2 bis zu deren unteren Ende verläuft und mit einem in der Verlängerung der Hülse 2 angeordneten Tasterelement 9 in Verbindung steht.

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In dem oberen Teil der Hülse 2 sind mindestens zwei, in vorteilhafter Weise drei, vom oberen, offenen Ende der Hülse 2 nach unten parallel zueinander verlaufende Längsschlitze 5 eingebracht, wodurch dieser Teil der Hülse 2 in zwei bzw. drei bogenförmige Segmentteile darstellende Meßbacken 6 aufgeschlitzt ist. Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, daß der obere Teil der Hülse mehr als drei Längsschlitze 5 und dementsprechend mehr als drei Meßbacken 6 aufweist.

Der derart geschlitzte, obere Teil der Hülse 2 ermöglicht es, daß die Meßbacken 6 federnd zusammendrückbar und spreizbar sind. Zum Einführen des Domes 1 in eine auszumessende Bohrung werden die Meßbacken 6 eines auf den Bohrungsdurchmesser abgestimmten Domes 1 leicht zusammengedrückt in die Bohrung eingeschoben. Infolge der erzeugten Federkraft spreizen sich die Meßbacken 6 in der Bohrung wieder und schmiegen sich an die Bohrungswand an.

Die Meßbacken 6 sind erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sie nur punktförmig an der Wand der Bohrung anliegen. Dies wird dadurch erreicht, daß, wie zwei Ausführungsbeispiele in Draufsicht in den Fig. 3 und 4 zeigen, entweder der Krümmungsradius des Wulstes 3 im Bereich der Meßbacken 6 wesentlich kleiner ist als der Radius der auszumessenden Bohrung (Fig. 3) oder aber, daß auf dem äußeren Rand des Wulstes 3 im mittleren Bereich jeder Meßbacke 6 eine Meßschneide 11 aufgebracht ist (Fig. 4). Dadurch wird beispielsweise bei einem aus drei Meßbacken 6 bestehenden Dorn 1 eine Dreipunkt-Zentrierung in der Bohrung erreicht.

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Als vorteilhaft erweist sich auch, daß beim Einführen des Domes 1 in eine Bohrung die Meßbacken 6 punktförmig anliegend an der Bohrungswand entlanggleiten und an der Wand haftende Verschmutzungen beiseite schieben. Dadurch lassen sich Fehlmessungen als Folge von Verschmutzungen vermeiden, die bei Verwendung bekannter Lochlehren, deren Meßbacken erst nach Einführen in die Bohrung gespreizt werden, nicht völlig auszuschließen sind.

Die in dem Trichter 4 befindliche Kugel 7, die an der abgeschrägten Wand des Trichters 4 entsprechend den Bewegungen der Meßbacken 6 beim Zusammendrücken und Spreizen auf- und abgleitet, nimmt jeweils eine durch den augenblicklichen Durchmesser des Domes 1 vorgegebene Höhenlage im Trichter 4 ein. Durch das Zusammendrücken der Meßbacken 6 bewegt sich die Kugel 7 nach oben, beim nachfolgenden Spreizen wieder nach unten; diese Auf- und Abwärtsbewegungen der Kugel 7 werden von der in der Längsachse der Hülse 2 verlaufenden, an der Kugel 7 angreifenden Stange 8 auf das Tasterelement 9 übertragen.

Das Tasterelement 9 kann beispielsweise aus einem bekannten Verlagerungsaufnehmer ("Induktivtaster") bestehen, dessen Längenänderungen anzeigende Ausgangssignale digital oder durch Zeigerausschlag an einem handelsüblichen Meßgerät 12 angezeigt werden. Das Tasterelement 9 kann steckbar oder mittels Kabel mit dem Meßgerät 12 verbunden sein.

Zur Kompensation der von dem Fühlstab 14 des Tasterelementes 9 auf die Stange 8 und damit auf die Kugel 7 ausgeübte Druckkraft befindet sich im unteren Teil der Hülse 2 eine an der Stange 8 angreifende Feder 13. Sie entlastet nicht nur die Stange 8 mit

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Kugel 7, sondern sorgt auch dafür, daß die Kugel 7 fortwährend unter leichtem Druck an der Wand des Trichters 4 anliegt und dadurch den kleinsten Veränderungen im Durchmesser des Domes 1 augenblicklich folgt.

Der eigentliche Meßvorgang zur Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung läuft wie folgt ab: Durch Anlegen des Lehrrings 10 an die Meßbacken 6 des Dornes 1, entsprechend den Darstellungen in Fig. 2 bis 4, wird der Dorn 1 vorab kalibriert und das Tasterelement 9 sowie das Meßgerät 12 einjustiert. Vor Beginn der Durchmessermessung wird der Lehrring 10 in Parkstellung 20, beispielsweise nach unten über den unteren Teil der Hülse 2, geschoben, wie durch die gestrichelte Darstellung in Fig. 2 angedeutet ist, und verbleibt dort während des gesamten Meßvorganges.

Zum Messen des Durchmessers einer Bohrung werden die Meßbacken 6 leicht zusammengedrückt und der Dorn 1 in die Bohrung eingeführt. Nach punktförmiger Anlage der Meßbacken 6 bzw. der Meßschneiden 11 an der Wand der Bohrung wird die Änderung des kalibrierten Durchmessers des Dornes 1 durch die Bewegung von Kugel 7 und Stange 8 automatisch auf das Tasterelement 9 übertragen und an dem Meßgerät 12 angezeigt. Die Kalibrierung des Dornes 1 ist gegebenenfalls vor bzw. nach jedem Meßvorgang rasch durchführbar. Dazu muß der Lehrring 10 aus seiner Parkposition 20 lediglich nach oben an den Wulst 3 des Dornes 1 verfahren werden.

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Neben der Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung kann auch ihre Position, beispielsweise innerhalb einer Mehrfachlochplatte ermittelt werden. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß die Hülse 2 Teil eines in zwei Richtungen (x, y) über der Platte verfahrbaren an sich bekannten Kreuzschlittens ist, dessen Bewegungen von einem Koordinatenmeßgerat bekannter Bauart gesteuert und registriert werden.

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SCHUTZANSPRÜCHE

1. Dorn zur Bestimmung des Durchmessers einer Bohrung, wobei bewegliche Meßbacken in die Bohrung eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) aus einer zylindrischen Hülse (2) besteht, die am oberen, freien Ende einen ringförmigen Wulst (3) hat, und deren obere Öffnung als nach unten sich verjüngender Trichter (4) ausgebildet ist, daß der obere Teil der Hülse (2) von oben nach unten parallel zueinander verlaufende Längsschlitze (5) aufweist und in bogenförmig ausgebildete, federnd bewegliche, beim Messen punktförmig an der Bohrung anliegende Meßbacken (6) aufgeschlitzt ist, daß in dem Trichter (4) eine an der schräg geneigten Wand des Trichters (4) entsprechend der Änderung des Durchmessers des Dornes (1) auf- und abgleitbare Kugel (7) vorgesehen ist, deren Auf- und Abwärtsbewegung auf ein Tasterelement (9) übertragbar ist, das die Änderung des Durchmessers an einem Meßgerät (12) zur Anzeige bringt, und daß der Dorn (1) mit Hilfe eines an den Wulst (3) der

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Meßbacken (6) anbringbaren und diesen umschließenden Lehrringes (10) kalibrierbar ist.

2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil der Hülse (2) drei von oben nach unten parallel zueinander verlaufende Längsschlitze (5) aufweist.

3. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

obere Teil der Hülse (2) mehr als drei von oben nach unten parallel zueinander verlaufende Längsschlitze (5) aufweist.

4. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) Teil eines in zwei Richtungen (x, y) bewegbaren Kreuzschlittens ist.

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