DE2813842A1

DE2813842A1 - Innenmesslehre

Info

Publication number: DE2813842A1
Application number: DE19782813842
Authority: DE
Inventors: Georges Lendi; Nicolae Voinescu
Original assignee: Tesa SARL
Current assignee: Tesa SARL
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1978-10-12
Also published as: IT7867765A0; SE443230B; DE2813842C2; US4172325A; JPS5832641B2; JPS53125864A; CH617506A5; GB1599143A; IT1108629B; IN148480B; ES469377A1; SE7803888L; BR7802109A; FR2386803A1; FR2386803B1

Description

München, 56/024

TESA S.A. CH-1020 Renens

Innenmeßlehre

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TESA S.A.. CH-lo2o Renens

Innenmeaslehre

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Innen-Messlehre, welche zum .'. Hessen des Durchmessers von Löchern in bearbeiteten Werkstücken dient' und die einen Hesskopf zum Einführen in eine zu messende Bohrung, eine in bezug auf diesen Messkopf bewegliche Taste, die zum Anlegen an die Wandung der Bohrung bestimmt ist, und einen Messfühler, dessen bewegliches Organ mit der beweglichen Taste verbunden ist und der zum Erieugen von Ausgangssignalen in Abhängigkeit der Verschiebungen der genannten beweglichen Taste bestimmt ist, aufweist.

Es sind bereits Messgeräte dieser Art bekannt, welche zufriedenstellend arbeiten und deren geringe Abmessungen den Vorteil einer Lochmessung in-situ, d.h. dass eine Messung während des Bearbeifeungsvorganges oder an Ort und Stelle in einer schwer erreichbaren mechanischen Anordnung möglich ist.

So ist eine Innen-Messlehre bekannt, bei welcher eine bewegliche Taste einer fest angeordneten Taste des Messkopfes diametral gegenüberliegt und radial in einer Gleitschiene verschiebbar und gegen die Wand der Bohrung andrückbar ist. Dabei nimmt die bewegliche Taste einen Massstab mit, der sich in bezug auf einen mit dem Messkopf verbundenen Nonius bewegt. Die Ablesung des Massstabes und des Nonius wird mit Hilfe einer Vergrösserungsoptik erleichtert.

Zum Hessen einer Bohrung mit dieser Innen-Messlehre sind eine Anzahl von Arbeitsvorgängen erforderlich, welche die Dauer des Messvorganges beeinflussen.

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Der bewegliche Taster muss vorerst in den Messkopf eingeführt und dieser schräg in die Bohrung eingeschoben werden, hernach wird die bewegliche Taste losgelassen, damit sie sich unter der Viirkung einer Feder gegen die Wandung der Bohrung anlegen kann, wo sie in dieser Lage dann weich abgebremst wird. In diesem Zeitpunkt muss das Messgerät entgegengesetzt zu seiner Schräglage verschwenkt werden. Schlussendlich muss, damit die Ablesung erfolgen kann, das Messgerät aus der Bohrung entfernt werden. Die Messung durch Verschwenken des Messgerätes ist problematisch und erfordert ein gewisses Fingerspitzengefühl, damit der Uebergang der Achse der beiden Tasten durch einen Durchmesser der Bohrung, während der Verschwenkung des Gerätes, gewährleistet werden kann.

Es sind ebenfalls Lochprüfgeräte bekannt, bei denen der Messkopf mit drei radialen Messtasten versehen ist, welche regelmässig auf dem Umfang des Gerätes verteilt sind und die elastisch mit ihren schrägen Grundteilen auf einem Messkonus abgestützt sind, der eine kontrollierte achsiale Verschiebung ausführen kann und im inneren des Messkopfes angeordnet ist. In diesen Geräten wird die achsiale Verschiebung des Messkonus, die proportional zu der radialen Verschiebung der drei Messtasrfcen erfolgt, zur Erzeugung- der quantitativen Information in bezug auf den Durchmesser des durch die drei Tasten abgetasteten Loches verwendet. In diesen Geräten ermöglichen die drei Messtasten eine automatische Zentrierung des Messkopfes in der zu messenden Bohrung. Dadurch wird der Messvorgang gegenüber demjenigen bei der zuvor beschriebenen Messlehre vereinfacht. In der Tat muss hier lediglich der Messkopf in die Bohrung eingeschoben und · mit der einen Hand gehalten werden, während mit der anderen Hand der Mechanismus für das radiale Ausfahren der drei Messtasten betätigt wird, bis diese Tasten sich an die Innenwandung der Bohrung anlegen. Die Ablesung erfolgt im allgemeinen auf einem Nonius, vor dem eine mit Masseinteilung versehene Trommel drehverschiebbar ist, welche mit einer Mikrometerschraube verbunden ist, deren Drehung die Verschiebung des Messkonus bewirkt. Allerdings ist der Messvorgang mit Hilfe dieses Messgerätes immer noch verhältnismässig schwierig, da die starke Untersetzung , welche durch die Uebertragung Mikrometerschraube -

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Konus - Taste bewirkt wird, die Tasten ziemlich stark gegen die Innenwandung der zu messenden Bohrung pressen. Dieser starke, schwer zu kontrollierende Anpressdruck, sowie die genannte Kräfte erzeugen beträchtliche Reibungen an den Kontaktflächen dieser bewehlichen Elemente, insbesondere zwischen Konus und Tasten, wodurch eine schnelle Abnutzung derselben die Folge ist.

Die erfindungsgemässe Innen-Messlehre bezweckt die Behebung der genannten Nachteile dieser bekannten Messgeräte. Hierzu ist der Erfindungsgegenstand dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mechanismus zum Festlegen des Messkopfes in der genannten Bohrung aufweist, der Organe zum Abstützen nuf die Wandung der genannten Bohrung, eine Handbedienung für den genannten Mechnismus, eine in einer Fläche drehbare und achsial bewegliche Taste, welche Fläche durch einen, in einer senkrecht zu der Erzeugungsachse der zu messenden Bohrung liegenden, fortlaufenden Umfang begrenzt ist, dies wenn der Messkopf in der genannten Bohrung festgelegt ist, eine die genannte bewegliche Taste tragende Welle, einen Meßhanismus zum Mitnehmen der genannten Welle und der genannten beweglichen Taste, der Organe zum Herbeiführen und Koordinieren der Dreh- und der Radialbewegungen der beweglichen Tante aufweist und der diese Taste aufeinanderfolgend mit der Wandung der Bohiung und einer gewählten Anzahl von im Abstand voneinander liegenden Punkten auf dem genannten Umfang in Berührung bringt, welcher Umfang den geraden Abschnitt der genannten Bohrung in der Ebene der genannten Taste begrenzt, einen Rechner zum Behandeln der genannten Signale, der mit dem Messfühler unter Zwischenschaltung einer Verbindungsleitung verbunden ist, eine die Lage der beweglichen Taste ermittelnden Wandler, der in der genannten Schaltung eingesetzt ist und ein auf die genannte Lage ansprechendes Organ besitzt, das zum Schliessen der genannten Schaltung bei jeder durch die bewegliche Taste ausgewählten Berührung mit der Wandung der zu messenden Bohrung bestimmt ist, und dass sie eine den durch das Ausgangssignal des Rechners dargestellten Wert anzeigende Vorrichtung aufweist, die zum Anschliessen an den Ausgang des genannten Rechners bestimmt ist·

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Eine Ausfuhrungsform der Innen-Messlehre, sowie zwei Ausführungsvarianten derselben, aind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht;

Fig. 2 einen teilweisen Axialschnitt, in grösserem Massstab;

Fig. 3 eine teilweise Ansicht von links in dea¹ Figur 2;

Fig. 4 und 5 Prinzipschemas, welche sich auf die angewendeten Messmethoden beziehen und die

Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen der beiden Ausfllhrungovarianten.

Die in der Figur 1 veranschaulichte Messlehre weist einen Manipulierkörper 1 mit einem Griffjf2 auf, der mit einem zylindrischen Messkopf 3 versehen ist.

Der Messkopf 3 weist in der Nähe seines Endes drei ausfahrbare Spannklauben 4 auf, von denen in dieser Figur zwei in der Ausgangslage sichtbar sind. Diese Klauben dienen zum Festlegen des Messkopfes 3 der Messlehre in eine zu messende Bohrung 5 eines bearbeiteten Werkstückes, das hier mit feinen Strichen angedeutet ist, dies durch Druck gegen dessen zylindrische Wandung. Das Auefahren dieser Klauben 4 wird durch einen Hebel 6 bewirkt, welcher im Körper 1 verschwenkbar ist lind am Ende seines Bewegungsweges gehalten wird.

Das Ende des Messkopfes 3 weist eine Messtaste 7 auf, die radial beweglich in einem radilan Schieber einer drehbaren Scheibe 8 angeordnet ist, deren Drehachse parallel zu den Kontakterzeugenden der ausfahrbaren Klauben 4 ist. Diese Messtaste 7 ist dazu bestimmt, durch eine Drehbewegung den Umfang C, der den geraden Abschnitt der Bohrung 5 in seiner Ebene begrenzt, abzutasten. Diese kreisförmige Wisehbewegung des Mesataste 7 wird durch einen verschiebbaren Abzug 9 gesteuert, der am Ende des ■'Verschiebeweges den Hebel 6 freigibt.

Am entgegengesetzten Ende des Messkopfes weist der Körper 1 der Lehre eine automatische Anzeigevorrichtung Io für die Anzeige des Durchmessers der duroh die Mosstaste 7 abgetasteten Bohrung 5 auf.

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Die Figuren 2 und 3 zeigen im Detail die Ausbildungen, welche dieae verschiedenen Effekte ermöglichen.

In dienen Figuren findet man wieder den Körper 1 mit dem Griff 2, den Messkopf 3, die ausfahrbaren Klauben 4 und den Steuerhebel 6, die in der drehbaren Scheibe 8 bewegliche Taste 7 und den Steuerabzug 9.

Die drei ausfahrbaren Klauben 4 sind in drei radialen Rillen im Ende 11 des Messkopfes 3 angeordnet und in bezug aufeinander um 12o° versetzt. Diese Klauben 4 werden in ihren Rillen durch einen Deckel 12 gehalten, der durch nicht dargestellte Schrauben gegen das Ende 11 des Messkopfes 3 fixiert wird.

Die Klauben 4 werden automatisch durch Federlamellen 13 in ihre Ausgangslage gebracht; diese Feder haben auaserdem die Aufgabe, die Klauben mit ihren schrägen Flisnen gegen das konische Ende 14 einer ersten zylindrischen Steuerwelle 15 zu drücken, welche Welle das Ausfahren der Klauben bewirkt. Diese Welle ist koaxial zum zylindrischen Mesakopf 3 angeordnet, verschiebt sich achsial in einer Ausnehmung 16 dieses Kopfes und erstreckt sich mit einer ersten Verlängerung mit vermindertem Durchmesser 18 in einen ersten Raum 17 des Körpers 1. Im inneren der Welle 15 ist koaxial eine zweite zylindrische Welle 19 angeordnet, welche fest mit der die Messtaste 7 tragenden, drehbaren Scheibe 8 verbunden ist. Diese Welle 19 ist in der Welle 15 frei drehbar gelagert. Die drehbare Scheibe 8 wird mit Hilfe eines konischen Teils 2o dieser Scheibe 8 in eine entsprechende konische Ausnehmung des Deckels 12 vom Mosskopf 3 zentriert. Der hierzu erforderliche Druck wird durch elastische runde Scheiben 21 gewährleistet, welche zwischen einer festen, den Raum 17 abschliessenden Scheibe 22 und einer Sicherungaschpibe 23, die in einer Rille der Welle 19 festgehalten ist, liegen. Der Mittelteil der festangeordneten Scheibe 22 ist als Führungslager 24 für die genannte Welle 19 ausgebildet.

Im Abschnitt 17 des Körpers 1 ist auf der Verlängerung 18 der Welle 15 eine erste Schraubenfeder 25 angeordnet, die zwischen eine Scheibe 26, die sich in eine kreisförmige Rille des Körpers 1 abstützt, und eine Sicherungsscheibe 27, welche in einer Rille dieser Verlängerung eingesetzt ist, eingespannt ist.

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Konzentrisch zu dieser ersten Feder 25 ist eine zweite Schraubenfeder 28 vorgesehen, welche zwischen einem Flansch 29, der auf der bereits genannten Sicherungsscheibe 27 abgestützt ist, und einem zweiten Flansch 3o gepresst ist, welcher sich auf eine zweite Sicherungsscheibe 31 abstützt, die in einer zweiten Rille dieser Verlängerung 18 der Welle eingesetzt ist.

Der Flansch 3o weist an seinem Umfang eine kreisförmige Rille auf, in der die beiden gestrichelt dargestellten Drehzapfen 32 einer mit dem Steuerhebel 6 verbundenen Gabel 33 eingesetzt sind. Die beiden Arme dieser Gabel 33 verlaufen in einen Ausschnitt 34 des Körpers 1 gegeneinander, in welchem die Gabel auf einer Achse 35 verschwenkbar gelagert ist und verlaufen nach unten auf beiden Seiten des Abzuges 9, um sich schluesendlich zu vereinigen und damit den unteren raanipulierbaren Teil des in der Figur 1 gut sichtbaren Hebels 6 zu bilden. Auf einer Achse 36 dieses Hebels ist eine Klinke 37 verschwenkbar gelagert, deren Dorn 38 derart ausgebildet ist, um am Ende dos Bewegungsweges des genannten Hebels 6 unter der Wirkung einer Federlamelle 41 in eine Ausnehmung 39 einzurasten, die in einer Scheidewand 4o des Griffes 2 vorgesehen ist, wie dies in der Figur mit gestrichelten Linien angedeutet ist.

In der in Figur 2 dargestellten Lage hat die kombinierte Wirkung der Rückholfeder 14 für die Klauben 4 und der ersten Schraubenfeder 25 die Aufgabe, die Welle 15 mit ihrer Verlängerung 18 in die nach rechts zurückgezogene Lage und in Anlage gegen das Lager 24 der fest angeordneten Scheibe 22 zu halten, wobei die Klauben in ihre Rillen zurückgezogen sind_e In derselben, dargestellten Lage hat die zweite Schraubenfeder 28, deren Druck beträchtlich grosser ist als derjenige der Feder 13 und 25 zusammen, keinerlei Wirkung auf die Welle 15, dqj die beiden Flansche 29 und 3o unbeweglich sind und durch die Sicherungsscheiben 27 und 31 der Verlängerung 18 der genannten Welle 15 zurückgehalten werden. Sobald die Bedienungsperson allerdings den Hebel 6 betätigt, wird der Flansch 3o durch die Gabel 33 nach links gestossen, wodurch die Wolle 15 freigegeben wird, auf die somit die gesamte Stosskraft der Schraubenfeder 28, unter Zwischenschaltung des Flanschen 29, der sich auf die Sicherungsscheibe

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abstützt, wirkt. Diese Stosskraft wird durch den Eck-Konuseffekt 14 der Welle 15 auf die Klauben 4 übertragen, die sich dadurch gegen die Wandung der zu messenden Ausnehmung 5 abstützen und sich in dieser Lage festlegen, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist, während die Bedienungsperson den "τ"-Hebel 6 am Ende seines Bewegungsweges bringt, damit dessen Rückhalteklinke 37 einrasten kann.

In diesem Zeitpunkt ist der Messkopf 3 in der zu messenden Ausnehmung festgelegt und das Abtasten derselben durch die bewegliche Taste kann erfolgen.

Diese Messtante 7, welche einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken besitzt, ist in einer radialen Rille 42 der drehbaren Scheibe 8 angeordnet und mit Hilfe eines Deckels 43, der durch zwei Schrauben gegen die drehbare Scheibe 8 fixiert ist, festgehalten. Diese Anordnung ist in der Figur 3 veranschaulicht, in welcher der Deckel 43 abgenommen dargestellt und die Taste 7 und die Klauben 4 in der Ausgangslage dargestellt sind.

Es ist zu bemerken, dass die Drehstellungen zwischen den Klauben, der beweglichen Taste und dem Körper der Lehre in den Figuren 1, 2 und 3 zum besseren Verständnis- bewusst differenziert dargestellt sind. Diese bewegliche Taste 7 wird durch die Wirkung einer auf Zug arbeitenden Schraubenfeder 44 in die Ausgangslage gebracht. Die Fedeir ist mit ihrem einen Ende an einer ^leinen Achse 45 am Boden eines zylindrischen Loches der Taste 7 und mit ihrem anderen Ende an eine zweite kleine Achse 46 am Boden eines entsprechenden Loches in der drehbaren Scheibe 8 angehängt. Diese bewegliche Taste 7 ist mit ihren unteren Ende 47 an eine geschmeidige, nicht dehnbare Metallamelle 48 befestigt, welche in eine achsiale Rille am Ende 49 der Welle 19 eingreift, vorerst um eine Winkelübertragungsrolle 5o und hernach gegen einen Rückholzapfen 51 f$r die achsiale Lage. Schlussendlich ist diese Metallamelle fest in einem Spalt am Ende einer zylindrischen Stange 52 befestigt, die koaxial zu der Welle 19 und verschiebbar in einem achsialen Loch dieser Welle liegt.

Diese zylindrische Stange 52 ragt aus dem anderen, rechten Ende der Welle 19

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heraus und stützt sich mit einem Kragen 54 auf eine Scheibe 53 ab, dies unter der Wirkung einer Schraubenfeder 55, welche in einem Ausschnitt am Ende der Welle 19 angeordnet ist. Die Scheibe 53 weist zwei diametral entgegengesetzt angeordnete Finger 56 und 57 auf, welche hier unter der Wirkung der Feder 55 auf eine kreisförmige, mit Einschnitten 59 versehene, festangeordnete Führungsscheibe 58 abgestützt sind, die in einem zweiten Ausschnitt 6o des Körpers 1 angeordnet ist.

Die Welle 19 weist zwischen der Sicherungsscheibe 23 und einer fest mit der Welle verbundenen Schwungrad 61 einen auf seinem gesamten Umfang verzahnten Teil 62 auf, derart, dass ein in eine Zahnstange 63 greifendes Ritzel gebildet wird.

Die Scheibe 53 ist mit der Schwungscheibe 61 über zwei Mitnehmerfinger 64 und 65 drehverbunden, welche mit der Schwungscheibe fest verbunden sind und die in zwei entsprechende Löcher der Scheibe 53 greifen. Diese Anordnung ermöglicht der Stange 52 sich ohne Drehung in achsialer Richtung innerhalb der die bewegliche Taste 7 tragenden Welle zu bewegen.

Die Zahnstange 63 wird ihrerseits nach unten durch eine Schiene 67, die an der unteren Viand 68 des Körpers 1 befestigt ist, und andererseits nach oben durch einen Zapfen 69, der ebenfalls am Körper 1 befestigt ist und in einem achsialen Loch der genannten Zahnstange 63 verschiebbar ist, geführt. Diese Zahnstange bildfit an ihrem unteren Ende einen Mitnehmerzapfen 7o, der in einen Schieber 71 in Form einer' um 45 geneigten Ausnehmung im Abzug 9 greift.

Der Abzug 9 ist in zwei parallelen Rillen 72 und 73 verschiebbar, die ^e in der unteren Wand 68 des Körpers 1 und in der Scheidewand 4o des Griffes 2 angeordnet":sind, und er wird durch eine Feder 74, die im genannten Griff 2 abgestützt ist, in der Ausgangslage gehalten.

Die Kanäle 59 der kreisförmigen Führungsscheibe 58, im vorliegenden Fall sind acht Kanäle vorgesehen, sind gleichmässig und aufeinanderfolgend auf dem Um-

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■ 11».

fang der genannten Führungsscheibe 58 vorgesehen. Die Tiefe dieser Kanäle 59 ist um weniges grosser als der achsiale Weg der Stange 52, welcher dem maximalen radialen Weg der beweglichen Taste 7 in der drehbaren Scheibe 8 entspricht. Die Uebertragung3bewegungen dieser beiden Elemente, nämlich der Stange 52 und der beweglichen Taste 7, sind mit Hilfe einer Metalllamelle miteinander verbunden.

Auf den Ende der Stange 52, das sich dem Stützfcragen 54 anschliesst, ist die Taste 75 eines elektronischen Messfühlers 76, beispielsweise des bekannten Induktions-Typs, abgestützt, der ein elektrisches Ausgangssignal liefert. Dieses Signal entspricht der Grosse der Verschiebungen der genannten Taste 75· Diesen elektrische Signal wird einem Rechner 77 zugeführt, und zwar bei jeder Freigabe der Finger 56 und 57 der Scheibe 53 in den Kanälen 59 der festen Führungsscheibe 58, dies mit Hilfe eines Kontaktorganes 78, das in der, den Messfühler 76 mit dem Rechner 77 verbindenden Schaltung eingebaut ist. Dieses Kontaktorgan 78 wird durch nicht dargestellte Drücker betätigt, welche auf dem Umfang der Schwungscheibe 61 angeordnet sind und zwar in denselben Abständen, wie diejenigen der Kanäle 59 auf der Führungsscheibe 58.

Der Vorgang zum Messen der Durchmesser der zu messenden Bohrungen, durch Abtasten des Umfangs C, welcher den geraden Abschnitt in der Eebene der beweglichen Taste 7 begrenzt, ist vorstehend umschrieben worden und geschieht nach der in der Figur 4 dargestellten Methode. Diese ermöglicht die Ermittlung des theoretischen Radius R eines Kreises C, der einer geschlossenen Kurvenlinie F ähnlich ist, dies durch Integrierung der Abstände r , r , .... r , welche eine bestimmte Anzahl von Punkten P dieser Kurve F von einem, im wesentlichen zaitral gelegenen Punkt 0 trennen, sowie deren Winkelabstände oi\ , oL^ ··« o6_n welche die genannten Punkte, wie beispielsweise der Punkt P, trennen. Unregelmäs3iglfceiten Der Kurve F sind hier in der Tat den Unregelmässigkeiten der Flächen der Wandung der zu messenden Bohrung gleichzustellen und dor ermittelte tlieoretische Radius R entspricht dem halben Durchmesser der genannten Bohrung.

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: /is.

Dieser Messvorgang wird konkret mit Hilfe der beschriebenen Lehre durchgeführt, uncpwar auf folgende Weise:

Der Messkopf 3 wird in die zu messende Bohrung durch Betätigen des Hebels 6 festgelegt, wie dies vorstehend umschrieben worden ist, wobei der Abzug ,von links nach rechts verschwenkt wird. Mit dieser Uebertragungsbewegung des Abzuges 9 wird der Drehzapfen 7o durch den Schieber 71, in welchen er eingreift, nach oben gestossen, wodurch die mit den Schieber verbundene Zahnstange mitgenommen wird. Mit seinem in die genannte Zahnstange greifenden gezahnten Teil 62 wird die Welle 19 bis zum Ende des Bewegungsweges des Abzuges 9 gedreht, wobei letzterer den Dorn 38 der Rückhalteklinke 37 des Hebels 6 für das Ausfahren der Klauben 4 aus der Ausnehmung jagt. Der Durchmesser des gezahnten Teils 62 der Welle 19 und der erforderliche Weg der Zahnstange 63 und des Abzuges 9 werden derart bestimmt, dass eine volle Umdrehung der Welle 19 erhalten wird, bevor die Rückhalteklinke 37 freigegeben wird.

Die Welle 19 überträgt ihre Drehbewegung auf die mit ihr verbundenen Teile und zwar auf die Scheibe 8, in der die bewegliche Taste 7 angeordnet ist, auf die Schwungscheibe 61 und auf die Scheibe 53· Während dieser Drehbewegung um 36o , und zwar bei jedem Durchgang der Finger 56 und 57 der Scheibe 53 vor den Kanälen 59 der fest angeordneten Führungsscheibe 58, werden diese Finger freigegeben und die Stange 52 wird unter der Wirkung der Feder 55 nach rechts zurückgeschoben. Während eieser Rückwärtsbewegung nimmt die Stange 52 die mit ihr verbundene Metallamelle 48 mit, welche ihrerseits die bewehliche Taste 7 gegen die Aussenseite der drehbaren Scheibe 8 mitnimmt, und zwar bis sie an die zumessende Wandung der Bohrung anstösst, gegen welche sie durch die Wir>kung der Feder 55 während der kurzen Freigabezeit der Finger 56 und 57 der Scheibe 53 in den Rillen 59 der Führungsscheibe 58 gedrückt wird. Während dieser Y-VT'/sin Z«itf5j«nn<2 wir'i gfjnau ία Zeitpunkt des Itoirchirjangos der Taste in der vorbestimmten Lücke, das Kontaktelenent ?8 betätigt. Diese Lücke entspricht der aufeinanderfolgenden Achsen der Kanäle 59, derart, dass der Behandlungsschaltung des Rechners 77 ein Messignal übermittelt wird, das dem durch

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diejbewegliche Taste 7 bei jeder entsprechenden Lücke abgetasteten Radius r
entspricht, wie dies vorstehend anhand der Figur 4 umschrieben worden iat.

Die Schaltung zum Behandeln der während einer vollen Umdrehung der beweglichen Taste 7 erzeugten Signale geschieht im Rechner 77, die in Funktion einer gewähl·« ten mathematischen Formel, welche die Radien r., r ....r integriert, sowie
die Abstände der verschiedenen Punkte P, deren Lage in bezug auf die Drehachse der Scheibe 8 durch die bewegliche Taste 7 ermittelt wird und zwar während
der vollständigen Abtastung des Umfanges C, der den geraden Abschnitt der
Bohrung in seiner Eebene begrenzt. Das Ausgangssignal dieses Rechners wird
über eine Verbindung der in der Figur 1 dargestellten Anzeigevorrichtung Übermittelt, welche in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann.

Die Tragweite der Erfindung ist nicht auf die beschriebene Methode für die Bestimmung des Durchmessers der Bohrung begrenzt, welche von Grossen in bezug

auf die verschiedenen Radien r und Winkelabständen o^xt einer bestimmten An-

zahl von Punkten P, die durch die bewegliche Taste der Innen-Messlehre gemäas der Erfindung abgetastet werden, abhängt.

Gemäss einer anderen, in der Figur 5 veranschaulichten Methode wird der theoretische Radius R eines durch einen Umfang C begrenzten Kreises, der einer geschlossenen Kurve F ähnlich ist, nach einer Rechnungemethode der sog· "rückschreitenden Art" bestimmt, und zwar von der kartesischen Koordinate X und Y
der durch die bewegliche Taste abgetasteten Punkte P ausgehend·

Die Figuren 6 und 7 zeigen schematisch zwei konstruktive AusfUhrungsvarianten, welche die Anwendung dieser Bestimmungsmethode ermöglichen, die auf die Form
und auf den Typ der Drehwinkel und der radialen Beweglichkeit begrenzt ist, die der Taste und ihrer Trägerwelle gegeben werden kann«

Aus der Figur 6 ist ersichtlich, dass die bewegliche Taste 79 in Form einer
achsialen Kugelzone geringer Dicke ausgebildet ist, mit einem Durchmesser, der im wesentlichen demjenigen des Aussendurchmessers des zylindrischen Messkopfes 8o entspricht· Diese bewegliche Taste 79 wird durch die Welle 81 getragen, die schwenkbar in einem Lager 82 gehalten ist, in welchem diese Welle über ein Ku-

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gelgelenk 83 beweglich gehalten ist. Das Lager 82 ist im Messkopf 8o befestigt. Im wesentlichen im gleichen Abstand vom Kugelgelenk 83 und der Taste 79 stehend, weist die Welle 81 auf der anderen Seite ein kugelförmiges Ende 84 auf, das in eine achsiale, zylindrische Ausnehmung einer Mitnehmerplatte 85 mit Kugeln 86 ragt, welche Platte durch eine Feder 89 gegen einen Auflagetisch 87 des Gerätekörpers 88 gedrückt wird.

In dieser Ausführungsvariante kann die bewegliche Taste 79 in Berührung mit irgendeinem gewünschten Punkt P des Umfanges C gebracht werden, welcher Punkt den geraden Abschnitt der zu messenden Bohrung begrenzt, dies durch kontrollierte Verschiebungen der Mitnehmerplatte 85, wobei die Verschiebungen derselben durch an sich bekannte Mittel gemessen werden, beispielsweise solche, die den Steuermechanismen der mit kartesischen Koordinaten gesteuerten Maschinen ähnlich sind.

In diesem Fall berücksichtigt das im Rechner des Gerätes eingegebene Reohenprogramm den in diesem üebermittlungasystem Taste 79 - Platte 85 eingeführte Linearitätsfehler, welcher durch Linearverschiebungen der Platte 85 in ihrer Arbeitsebene bewirkt wird. In der Tat erzeugt diese Verschiebung eine halbkreisförmige Verschiebung der Taste in ihrem kugelförmigen Arbeitssektor· Diese Notwendigkeit ist in derf Figur 7 dargestellten Variante ausgeschaltet. In dieser Variante ist die bewegliche Taste 9o einer zylindrischen Scheibe mit geringer Dicke, welche von einer Welle 91 getragen ist, an deren andere Ende unmittelbar eine Mitnehmerplatte 92 mit Kugeln 93 befestigt ist, welche Platte durch eine Feder 96 gegen einen Auflagetisch 94 des Gerätekörpers 95 gedrUokt wird. Die die Taste tragende Welle 91 ist im inneren des Messkonus 97 frei gelagert. In dieser Anordnung überträgt die bewegliche Taste 9o naturgetreu jede Bewegung der Mitnehmerplatte 97, wodurch die Linearität der Uebertragung hier absolut gewährleistet wird.

In diesen beiden, in den Figur en 6 und 7 dargestellten Konstruktionsvarianten wird der Hesskopf durch einen Mechanisms festgelegt, der derart ausgebildet ist,

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dass das innere des Messkopfes 80 - 97 eine freie Bewegung der Trägerwelle für die Taste ermöglicht. Beispielsweise sind die Klauben in Form von radial angeordneten, geneigten Keile vorgesehen, die durch achsiale Verschiebung ausgefahren werden. Diese Klauben sind in der Fandungsdicke des Messkopfes eingebettet, wodurch für eine gleich© Messkapazität wie diejenige der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Lehre, eine grössere Sicke gewählt werden kann.

Ausserdem kann der Mechanismus zum Erzeugen und Koordinieren der Bewegungen der beweglichen Taste gemäss den beiden Ausführungsvarianten den Bewegungen der Mitnehmerplatten 85 und 92 angepasst sein. Er kann beispielsweise zu diesem Zwecke Organe aufweisen, die den genannten Platten kombinierte Uebertragungsbewegungen geben, und zwar in ihren Aktionsebenen gemäss einem polygonalen, vorbestimmten Ablauf, dies zum Zwecke, am Ende jeder aufeinanderfolgenden Etappe einer Richtungsänderung den Umfang der beweglichen Tasten 79 und 9o mit dem gewünschten Berührungspunkt entlang des Umfanges C zu tangieren, welcher Umfang den geraden Abschnitt der abgetastetet Bohrung in der Ebene der beweglichen Taste begrenzt.

In der beschriebenen Ausfuhrungsform sowie in den Ausführungsvarianten kann die erforderliche elektrische Energie zum Erzeugen der Messignale, deren Behandlung und die Anzeige der resultierenden Grossen unabhängig geliefert werden. Je nach den Wünschen des Benutzers sind hierzu Batterien oder Akkumulatoren, welche beispielsweise im unteren Teil des Griffes 2 unter dem Abzughebel 9 angeordnet sind, vorgesehen, oder es kann ein mit dem Netz verbundenes Kabel Verwendung finden.

Die beschriebene Innen-Messlehre weist in ihrer allgemeinen Form den Voretil auf,

• ' ihre Handhabung sehr einfach ist und eine schnelle Messung im Vergleich zu den bekannten Ausführungen möglich ist. Dies im Hinblick auf die Tatsache, dass die Feststellung des Messkopfes in der richtigen Lage in der zu messenden Bohrung automatisch er folgt und dass diese Funktion unabhängig von der eigentlichen Messfunktion ist, welche selber auch automatisch erfolgt. Diese Unabhängigkeit des Messystems ermöglicht die Erzielung schwacher Persskräfte an den Berührungsstellen, wodurch die beweglichen Elemente von einer rapiden Abnutzung

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bewahrt werden.

Ausserdem ermöglicht diese Innen-Messlehre die Abtastung einer grösseren Anzahl von Bezugspunkten, wodurch allfällige Fehler vermieden werden, die durch Unregelmässigkeiten an den Berührungsatellen, wie beispielsweise Gratbildungen, harte Staubpartikel, Metallspäne oder ganz einfach harte Fettspuren, hervorgerufen werden können.

In der beschriebenen Ausführungsform bietet das Steuersystem mit Hilfe eines Hebels und eines kombinierten Abzuges eine vorzügliche Sicherheit, da die Klauben 4 des Messkopfes 3 solange in der Bohrung verbleiben, bis die Messung durchgeführt ist, d.h. sie werden erst nach einer vollständigen Abtestumdrehung der beweglichen Taste 7 zurückgezogen, wobei der Hebel 6 für die Betätigung der Klauben 4 sich nur am Ende des Bewegungsweges des Abzuges 9 für die Steuerung der Abta tung durch die bewegliche Taste 7 von der eingestellten Lage befreien kann.

Die Begrenzung der Berührung der beweglichen Taste 7 in bestimmten gewünschten Punkten mit Hilfe der Führungsscheibe 58, bewahrt einerseits die Taste vor Abnutzung. Andererseits wird eine Hysteresis-Erscheinung, die sich bei der Uebertragung des Messignals im Falle einer dauernden Berührung der Taste während einer vollen Drehung bei der Abtastung des geraden Abschnittes der zu messenden Bohrung ergeben könnte, vermieden.

Schlussendlich wird durch die rad^iale Bewegung der Nesstaste 7 diese von jeglichen Einschränkungen befreit, die sich durch die Scheibe 58 bei jeder ihrer Ausgangsbwegungen der drehbaren Scheibe 8 ergeben könnten. Diese Scheibe 58 wirkt nur dann auf die Taste, wenn diese zwischen jedem Abtastpunkt wieder eingefahren werden muss. Dadurch sind die aufeinanderfolgenden Berührungen der beweglichen Taste mit der Wandung der Bohrung weich und elastisch, dies nur unter der Wirkung der Feder 55.

Varianten in den konstruktiven Ausbildungen können vorgesehen sein. So könnte die Steuervorrichtung mit Hilfe des Abzuges für die Bewegung der beweglichen Taste durch eine automatische, motorisch angetriebene Vorrichtung ersetzt werden, welche durch ein Kontaktorgan am Ende des Bewegungsweges des Steuerhebels

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für das Ausfahren der Klauben eingeschaltet und durch ein Kontaktorgan am Ende des Bewegungsweges der Zahnstange ausgeschaltet würde.

Die Vorrichtung zur Anzeige des Durchmessers der gemessenen Bohrung kann unabhängig sein und beispielsweise in eine Kontrolltafel integriert werden, welche mittels eines Kontaktorgans an den Ausgang des Rechners der Lehre angeschlossen sein könnte. Auch könnte der Rechner und die Anzeigevorrichtung unabhängig voneinander mit dem Ausgang des Messfühlers der Lehre verbunden sein«

Die Anzahl der abgetasteten Punkte bei einer vollen Umdrehung der beweglichen Taste in der Bohrung kann von der, als Beispiel gegebenen Zahl acht, verschieden sein und den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden.

Schlussendlioh wird der Rahmen der Erfindung nicht verlassen, wenn der Dauerkontakt des Tasters mit der Wandung der Bohrung während der vollen AbtastuB-drehung auch dann gewährleistet ist, wenn die Ansicht besteht, dass Hysteresia-Ersoheinungen die Durchführung der Messungen in bezug auf Qualität nicht beeinflussen können.

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Claims

Patentansprüche

1.) Innen-Messlehre rait einem Manipulierkörper, der einen Hesskopf zum Einführen in eine zu messende Bohrung, eine in bezug auf diesen Messkopf bewegliche Taste, die zum Anlegen an die Wandung der Bohrung bestimmt ist, und einen Messfühler, dossen bewegliches Organ mit der beweglichen Taste verbunden ist und der zum Erzeugen von Ausgangssignalen in Abhängigkeit der Verschiebungen der genannten beweglichen Taste bestimmt ist, aufweist, dadurch gekonnzeichnet, dass sie einen Mechanismus zum Pestlegen des Messkopfes in der zu messenden Bohrung aufweist, der Organe zum Abstützen auf die Wandung der genannten Bohrung, eine Handbedienung für den genannten Mechanismus, eine in einer fläche drehbare und achsial bewegliche Taste, welche Fläche durch einen, in einer senkrecht zu der Erzeugungsachse der zu messenden Bohrung liegenden, fortlaufenden Umfang begrenzt ist, dies wenn der Messkopf in der genannten Bohrung festgelegt ist, eine die genannte bewegliche Taste tragende Welle, einen Mechnismus zum Mitnehmen der genannten Welle und der genannten beweglichen Taste, der Organe zum Herbeiführen und Koordinieren der Dreh- und der Radialbewegungen der beweglichen Ta;?te aufweist und der diese Taste aufeinanderfolgend mit der Wandung der Bohrung und einer gewählten Anzahl von im Abstand voneinander liegenden Punkten auf dem genannten Umfang in Berührung beringt, welcher Umfang den geraden Abschnitt der genannten Bohrung in der Ebene der genannten Taste begrenzt, einen Rechner zum Behandeln der genannten Signale, der mit dem Messfühler unter Zeischenschaltung einer Verbindungsleitung verbunden ist, einen die Lage der beweglichen Taste ermittelnden Wandler, der in der genannten Schaltung eingesetzt ist und ein auf die genannte Lage ansprechendes Organ feesitzt, das zum Schliessen der genannten Schaltung bei jeder durch die bewegliche Taste ausgewählten Berührung mit der Wandung der zu messenden Bohrung bestimmt ist, und dass sie eine den durch das Ausgangssignal des Rechners dargestellten Wert anzeigende Vorrichtung aufweist, die zum Anschliessen an den Ausgang des genannten Rechners bestimmt ist.

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2. Innen-Messlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mechanismus zum Pestlegen des Messkopfes aufweist, der mindestens drei Klauben mit schräger Basis und mit parallel zu dem Messkopf liegenden Berührungserzeugenden besitzt, wobei die genannten Klauben radial ausfahrbar und gleichmäs3ig auf dem Umfang des Messkopfes verteilt und elastisch auf dem konischen Ende einer koaxial zu dem Messkopf liegenden Welle gedruckt sind, einen Steuerhebel für das Ausfahren der genannten Klauben durch Verschiebung des konischen Endes der Welle auf der schrägen Basis der Klauben, eine erste elastische Verbindung zwischen der genannten Welle und dem Körper der Lehre, welche zur Rückfühming der genannten Welle dient, sowie eine zweite elastische Verbindung zwischen der genannten Welle und dem Steuerhebel für das Ausfahren der Klauben und schlissendlich ein Feststellelement für die zweite elastische Verbindung auf der Welle in der neutralen Lage des Steuerhebeln aufweist.

5. Innen-Messlehre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Rückhalteorgan am Ende des Bewegungsweges für das Ausfahren der Klauben an dem diese steuernden Hebel aufweist.

4. Innen-Messlehre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteorgan eine mit dem genannten Hebel schwenkbar verbundene Rückbalteklinke ist, welche gegen eine Wand des Manijnilierkörpers der Lehre gedrückt ist, wobei die genannte Wand eine Ausnehmung für den Dorn der genannten Klinke aufweist.

5. Innen-Messlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messtaste aufweist, die radial beweglich in einer drehbaren Scheibe angeordnet ist, welche auf einer koaxial zu dem Messkopf liegenden Mitnehmerwelle sitzt, und dass ein mit der genannten Mitnehmerwelle verbundenes Zahnritzel, eine in das genannte Ritzel greifende Zahnstange, sowie ein Betätigungsabzug für die Zahnstange vorgesehen sind.

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6. Innen-Messlehre mach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Stange für die radiale Verschiebung der koaxial zu der Mitnehmerwelle liegenden bewegliche Taste, welche Welle mit der genannten Taste über ein geschmeidiges, nicht dehnbares Verbindungsmittel unter Zwischenschaltung eines die Drehung übertragendes Organ verbunden ist, durch eine kreisförmige Führungsscheibe mit Einschnitten, die im Körper der Lehre befestigt ist und durch eine Scheibe mit Auffangorganen für die genannte Führungsscheibe und mit einem elastischen Mittel, das die Betätigungsstange für die bewegliche Taste elastisch gegen die Auffangscheibe drückt, wobei die Tiefe der Einschnitte der Führungsscheibe grosser als der Gesamtweg der beweglichen Taste ist und wobei die genannte Stange mit dem Messfühler in Berührung steht.

7. Innen-Messlehre nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzug zum Steuern der Bewegungen der beweglichen Taste entlang der Wand verschiebbar ist, welche Ausnehmung für den Dorn der Klinke des Steuerhebels für das Ausfahren der Klauben besitzt, und zwar auf der anderen Seite der Klinke, dies in bezug auf die genannte Wand, und dass der genannte Abzug eine derartige Form besitzt, dass der Dorn der Klinke am Ende des Bewegungsweges des Abzuges aus seiner Ausnehmung gejagt wird.

8. Innen-Messlehre nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schliesskontakt für die Verbindungsschaltung des Messfühlers mit dem Rechner aufweist, welcher Kontakt gegen den Umfang der Auffangscheibe der Führungsscheibe gerichtet ist, und dass der genannte Umfang dieser Auffangscjjeibe Drücker besitzt, welche den genannten Kontakt betätigen, wobei der Abstand zwischen diesen Drückern gleich demjenigen der beiden Achsen der Einschnitte in der Führungsscheibe ist.

9· Innen-Messlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine bewegliche Taste in Form einer achsialen Kugel besitzt, die auf einer Welle sitzt, welche schwenkbar in einem Lager des Messkopfea angeordnet ist

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und ein der Taste gegenüberliegendes, kugelförmiges Ende besitzt und dass eine Mitnehmerplatte mit Kugeln eine zylindrische Ausnehmung aufweist, in die das genannte kugelförmige Ende und ein mit dem Körper der Lehre verbundener Auflagetisch, gegen welchen die Platte mit den Kugeln gedrückt wird, ragen.

10. Innen-Messlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine bewegliche Taste in Form einer zylindrischen Scheibe, die achsial auf einer Welle aufgesetzt ist, eine Mitnehmerplatte mit Kugeln, welche parallel zu der Ebene der Taste und dieser gegenüberliegend am Ende der Welle angeordnet ist, sowie einen mit dem Körper der Lehre verbundenen Auflagetisch, gegen welchen die Platte mit den Kugeln gedrückt wird, aufweist.

11. Innen-Messlehre nach den Ansprüchen 9 oder Io, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mechnismus zum Betätigen der Mitnehmerplatte der Welle der beweglichen Taste aufweist und dieser kombinierte Uebertragungsbewegungen in der Aktionsebene gemäss einem vorbestimmten polygonalen Ablauf überträgt.

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