-
Meßwerkzeug zum Prüfen von Bohrungen
-
Die Erfindung betrifft ein Meßwerkzeug zum Prüfen von Bohrungen, die
einen Bohrungsabschnitt aufweisen, der an einen Bohrungsabschnitt anderer Größe
oder Gestalt, insbesondr einen kreiszylindrischen Bonrungsabscnnitt, anschließt,
mit eine Lehreneinsatz zum Einlegen in die zu prüfende Bohrung.
-
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Prüfen von Bohrungen
an Werkstücken, während diese gerade der maschinellen Bearbeitung auf einer Werkzeugmaschine
untetwor£=n werden.
-
S:Jährend derartiger Bearbeitungsvorgänge gestaltet sich die Prüfung
verschiedener Abmessungen besonders bei nicht durchgehend kreiszylindrischen Bohrungen
schwierig; insbesondere bereitet es beispielsweise Schwierigkeiten, den Abstand
zwischen einer Grundebene oder Bezugsebene,die sich beispielsweise an der Rückseite
eines Werkstücks befindet, d.h. an dem Ende der Bohrung, die demjenigen Ende entgegengesetzt
ist, von dem aus die maschinelle Bearbeitung erfolgt, und einer Querschnittsebene
zu prüfen, die durch die Verbindungsstelle eines zum Beispiel konischen Eohrungsabschnittes
mit einem Bohrungsabschnitt anderer Gestalt definiert wird. Es sind bereits Verfahren
zum Prüfen derartiger, schwierig zu ermittelnder Abstände bekannt. Diese Verfahren
sind jedoch nicht dazu geeignet, diese Prüfung unter den während des Bearbeitungsvorgangs
vorherrschenden Bedingungen durchzuführen, sondern machen es erforderlich, das betreffende
Werkstück von der Werkzeugmaschine zu entfernen. Es sind auch Meßwerkzeuge bekannt,
bei denen ein Lehreneinsatz verwendet wird, der den Bohrungsabschnitten entsprechend
geformt ist, wobei man nach dem Einlegen des Lehreneinsatzes in die Bohrung den
Abstand zwischen der besagten Querschnittsebene und der Bezugsebene zwar ohne ein
Abnehmen des Werkstücks von der Werkzeugmaschine durch direkte Messung ermitteln
kann. Es ist für diese Messung jedoch eine Meßuhr erforderlich.
-
Die Meßwerkzeuge, die mit Hilfe der Meßuhr eine unmittelbare Messung
ermöglichen, müssen jedoch an einer
speziellen Hauptlehre geeicht
werden, und es muß die Eichung von Zeit zu Zeit wieder nachgeprüft werden. Außerdem
ist die Anwendung derartiger Meßwerkzeuge während der Bearbeitung von Bohrungen
auf programmierten Werkzeugmaschinen unbequem und schwierig, weil das Ablesen der
Meßuhr sehr schwierig ist, wenn sie sich innerhalb der zu prüfenden Bohrung befindet.
-
Außerdan tritt bei Verwendung dieser bekannten Meßwerkzeuge der Nachteil
auf, daß eine gut geschulte Bedienungsperson vorhanden sein muß, wenn Meßfehler
durch falsches Bedienen oder Ablesen der Meßuhr vermieden werden sollen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Meßwerkzeug
zu schaffen, bei dem der Meßvorgang bei an Ort und Stelle befindlichem Werkstück
auf einfache Weise ohne Verxlendung einer Meßuhr oder ohne daß eine laufende Nacheichung
mittels einer Haupt- oder Eichlehre erforderlich wäre, durch führbar ist.
-
Bei einem Meßwerkzeug der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Prüfen des axialen Abstandes zwischen der
Querschnittsebene an der Verbindungsstelle des einen Bohrungsabschnitts mit dem
zwei ten Bohrungsabschnitt und einer an einem Ende der Bohrung vorgesehenen Bezugsebene,
die zu der Querschnittsebene parallel verläuft, eine Meßstange vorgesehen ist, mittels
deren eine Öffnung des Lehreneinsatzes in der Weise durchgreifbar ist, daß das Ende
der Meßstange aus der öffnung herausragt, daß die ?qeßstange und die Öffnung miteinander
zusammenwirkende Anschlagflächen bilden, daß die Anschlagfläche der öffnung des
Lehreneinsatzes, wenn sich dieser in der zu prüfenden Bohrung befindet, einen definierten
axialen Abstand relativ zur Querschnittsebene oder zur Bezugsebene besitzt und daß
am aus der Öffnung herausragenden Ende der Stange ein Meßkörper vorgesehen ist,
der eine Prüffläche für die Anlage an einer dieser Ebenen besitzt.
-
Wie nachfolgend noch eingehender
bei der anhand der
Zeichnung vorgenommenen Beschreibung erläutert werden wird, kann dadurch auf sehr
einfache Weise die Prüfung der Bohrung bei auf der Werkzeugmaschine befindlichem
herkstEicX durchgeführt werden.
-
Das erfindungsgemäße Neßwerkzeug eignet sich nicht nur zum Prüfen
der fertigen Bohrung, sondern ermöglicht auch eine Zwischenprüfung bei teilweise
gefertigten Bohrungen, wenn die Anordnung so getroffen wird, daß der Meßkörper am
Ende der den Lehreneinsatz durchgreifenden Meßstange lageverstellbar an dieser angeordnet
ist. Es können beispielsweise Abstandhalterringe vorgesehen sein, die zwischen den
Meßkörper und eine Anlagefläche an der Meßstange eingefügt werden, wenn Zwischengrößen
während der Herstellung der betreffenden Bohrung geprüft werden sollen. Es kann
zum Verstellen der Meßkörper auch eine Mikrometerschraube vorgesehen sein.
-
Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß ein Ende der Meßstange,
die zum Durchgreifen des Lehreneinsatzes vorgesehen ist, als "Gut-Seite" und das
andere Ende derselben Meßstange als "Ausschuß-Seite" vorgesehen ist. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist die tenstange an beiden Enden mit einem Meßkörper versehen,
wobei die Meßkörper in verschiedenen Abständen von der die axiale Stellung der Meßstange
innerhalb des Lehreneinsatzes festlegenden Anschlagfläche derselben entfernt sind.
-
Vorzugsweise ist die Öffnung im Lehreneinsatz exzentrisch angeordnet,
und die radiale Erstreckung des Meßkörpers oder der Meßkörper ist so gewählt, daß
sie größer als der kleinste radiale Abstand der Achse der öffnung vom Umfang des
Lehreneinsatzes und kleiner als der größte radiale Abstand der Achse der Öffnung
von Umfang des Lehreneinsatzes ist.
-
Wenn in diesem Falle eine sich an die Öffnung anschließende, einen
radialen Fortsatz derselbenhildende Nut im Lehreneinsatz vorgesehen ist, kann die
Meßstange zusammen mit dem am Ende
derselben befestigten Meßkörper
durch den Lehreneinsatz hindurchgesteckt werden. Der Prüfvorgang kann in einfacher
Weise durch Drehen der estange durchgeführt werden, wobei aufgrund der exzentrischen
Anordnung der Öffnung des Lehroneinsatzes die Prüffläche in die Prüfstellung relativ
zur Bezugsebene oder zur Querschnittsebene gebracht wird.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzellen
erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine schematisch vereinfacht und teils aufgeschnitten
gezeichnete r Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 einen Teillängsschnitt eines Lehreneinsatzes eines abgewandelten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung; Fig. 3 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels geäß Fig. 1, gesehen
in Blickrichtung des Pfeils A von Fig. 1; Fig. 4 und 5 einen Längsschnitt bzw. eine
Vorderansicht des Lehreneinsatzes für ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung; Fig. 6 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Meßwerkzeugs und Fig. 7 und 8 Längsschnitte durch das Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 6.
-
Bin Lehreneinsatz 1 (siehe Fig. 1) weist solche Abmessungen auf, daß
er an den bearbeiteten zylindrischen und konischen Bohrungsabschnitten anliegt,
wenn er in die zu prüfende Bohrung eingelegt ist. In dem Lehreneinsatz 1 ist eine
Öffnung
la ausgebildet, die eine Anschlagfläche ib zum Festlegen
der axialen Stellung einer Meßstange 2 besitzt, die ihrerseits eine Anschlagfläche
2b bildet. Die Anschlagflächen lb und 2b weisen einen definierten axialen Abstand
gegenüber einer Querschnittsebene B auf, die sich an der Verbindungsstelle zwischen
einem konischen Bohrungsabschnitt und einem kreiszylindrischen Bohrungsabschnitt
der zu prüfenden Bohrung befindet, siehe Fig. 1. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist dieser Abstand gleich Null, d.h., die Anschlagflächen Ib, 2b fallen mit der
Querschnittsebene B zusammen. Im Lehreneinsatz 1 ist eine Nut lc ausgebildet, die
einen radialen Fortsatz der Öffnung la bildet und es ermdglicht, das Ende der Meßstange
zusammen mit dem an diesem angebrachten Meßkörper in Form eines Lappens 3 durch
den Lehreneinsatz 1 hindurchzustecken.
-
Der Lehreneinsatz 1 kann in die zu prüfende Bohrung mittels einer
Handhabe 5 eingelegt und aus der Bohrung herausgenommen werden.
-
Beim in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Meßstange
2 an beiden Enden zylindrische Zapfen 2c auf, die durch die Anschlagfläche 2b begrenzt
sind, die die axiale Lage der Meßstange 2 relativ zum Lehreneinsatz 1 festlegen.
-
An beiden Enden der Meßstange 2 befinden sich als Meßkörper dienende
Lappen 3, deren Prüfflächen C verschiedene Abstände zur benachbarten Anschlagfläche
2b aufweisen, die ihrerseits über die Anschlagfläche 1b des Lehreneinsatzes 1 eine
vorbestimmte Lagebeziehung zur Querschnittsebene B hat.
-
Am einen Ende der Meßstange 2, nämlich auf der "Gut-Seite" hat der
Abstand zwischen der Prüffläche C und der benachbarten Anschlagfläche 2b eine Größe,
die innerhalb des Toleranzbereichs liegt, während auf der gegenüberliegenden fAusschuß-Seite"
dieser Abstand einem außerhalb des Toleranzbereichs liegenden Wert entspricht.
-
Um Bohrungs-Zwischengrößen prüfen zu können, wenn die bearbeitende
Werkzeugmaschine so programmiert ist, daß der Bearbeitungsvorgang von Zeit zu Zeit
vorübergehend für Kontrollzwecke
unterbrochen wird, sind beim
Ausführungsbeispiel Abstandhalterringe 4 an der Meßstange 2 vorgesehen. Die Abstandhalterringe
4 können auch angewendet werden, wenn andere Bohrungen geprüft werden sollen, d.h.,
sie dienen dazu, die Meßstange 2 auch für eine Verwendung mit einem anderen Lehreneinsatz
1 geeignet zu machen. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines aus zwei Teilen
gefertigten Lehreneinsatzes 1, wobei ein kreiszylindrischer und ein konischer Teil
miteinander kombiniert sind. Diese Konstruktion vereinfacht die Herstellung hochgenauer
Lehreneinsätze Fig. 3 zeigt eine Hintenansicht, bei der die Meßstange 2 nach dem
Durchstecken durch den Lehreneinsatz so verdreht worden ist, daß die Prüffläche
C des Lappens 3 ihre Meßstellung relativ zu einer Bezugsebene D einnimmt.
-
Fig. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines universal verwendbaren
Lehreneinsatzes. In den Seitenflächen des Lehreneinsatzes 1 stecken sechs Stifte
12 in zwei Ebenen, die senkrecht zur Achse des zu messenden Hohlraums verlaufen.
-
Auf jeder Ebene befinden sich drei Stifte, die in gleichmäßigen Abständen
voneinander angeordnet sind. An den Enden der Stifte sind Endstücke mit je einer
Hochgenauigkeitskugel 14 befestigt. Mit Hilfe von Muttern 13 und Universalmeßmitteln
können die Stifte 12 in zwei Ebenen genaue Durchmesser in einem bestimmten Bereich
bilden Durch Sätze von aus wechselbaren Stiften 12 ergibt sich bei einem derartigen
Lehreneinsatz ein hoher Grad an universeller Verwendbarkeit.
-
Ebenso wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen des Lehreneinsatzes
ist eine zur Achse versetzt angeordnete Öffnung la mit einer Nut Ic für den Durchgang
der Meßstange 2 mit dem Lappen 3 vorgesehen. Die Öffnung ist so angeordnet, daß
sie das Verstellen der Muttern 13 und damit der Stifte 12 am Lehreneinsatz 1 nicht
behindert. Zur Vereinfachung der Berechnung
der Einstellung des
Meßwerkzeugs auf die Maße der Bohrung ist die Anschlagfläche lb mit der Axialebene
einer Reihe der Stifte 12 zusammenfallend angeordnet.
-
Fig. 6, 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines universal
verwendbaren Meßwerkzeugs bestehend aus Lehreneinsatz 1 und Meßstange 2. Dieses
Ausführungsbeispiel dient insbesondere zum Prüfen der Lage und Abinessungen von
Ringnuten, die in kreiszylindrischen Bohrungen einen aufgeweiteten Bohrungsabschnitt
bilden und beispielsweise zur Aufnahme von Sicherungsringen für den Einbau von Kugellagern
oder dergleichen dienen.
-
Der Meßvorgang verläuft bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
-
6 bis 8 in gleicher Weise wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen.
Durch das Vorhandensein der einstellbaren Hochgenauigkeitskugeln 14, die durch Muttern
13 gesichert werden können, ist das in Fig. 6 bis 8 gezeigte Ausführungsbeispiel,
wie auch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5Ifür eine universale Verwendung
geeignet, wobei sich besonders vielseitige Verwendungsmöglichkeiten ergeben, wenn
mehrere verschiedene Meßstangen 2 vorgesehen werden oder Meßstangen, bei denen die
Meßkörper 3 einstellbar sind. Zu diesem Zweck kann beispielsweise vorgesehen sein,
die Meßkörper 3 über zugeordnete verstellbare Mikrometerschrauben mit dem Schaft
der Meßstange 2 zu verbinden.
-
L e e r s e i t e