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Publication number: DES0032113MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 9. Februar 1953 Bekanntgemacht am 26. Januar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Lehrenmeßgerät. Pneumatische Lehrenmeßgeräte sind bekannt, bei denen im nahen Abstand vor der Austrittsdüse eines Druckmediums der Prüfling beweglich angeordnet ist, wobei der Staudruck des aus der Düse austretenden Mediums als Meßgröße benutzt wird. Der Staudruck ändert sich, wenn der Prüfling der Austrittsdüse so nahe gebracht wird, daß der wirksame Austrittsquerschnitt der Düse hierdurch beeinträchtigt wird.

Die Erfindung richtet sich nun insbesondere auf kontinuierliche Messungen, die zur Ermittlung der Fehler der Umfangsfläche eines zu untersuchenden Körpers angestellt werden. Man pflegt in solchen Fällen Fehlerkurven aufzuzeichnen, welche die Abweichung der Oberfläche des Prüflings gegenüber der Oberfläche eines Normalkörpers, mit welchem der Prüfling übereinstimmen soll, wiedergeben. Eine solche Fehlerkurve stellt im Prinzip eine Fourierreihe dar, die sich aus einer Mehrzahl von Sinus- und Kosinus-Gliedern verschiedener Frequenz zusammensetzt. Der mit der Frequenz Null auftretende Term entspricht dabei einem konstanten Fehler gegenüber dem Normalkörper. Der maximale Fehler in bezug auf diesen Wert darf im allgemeinen einen bestimmten Toleranzwert nicht

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überschreiten. Häufig ist es wünschenswert, für die Terme hoher Frequenz geringere Abweichungen zu fordern als für die niedrigeren Frequenzen.

Ein Beispiel eines derartigen Meßverfahrens ist die Messung eines Kugellagers; es ergeben sich auch derartige ähnliche Aufgaben bei der Messung von oberflächlich behandelten Körpern, z. B. polierten Körpern, wobei die auftretenden Fehler sich sowohl aus solchen zusammensetzen, die bei

ίο dem Poliervorgang entstanden sind, als auch aus solchen; die während vorangegangener Herstellphasen sich eingestellt haben.

Bei der Prüfung eines Kugellagerringes beispielsweise dreht der Prüfer den Ring in verschie- ·■ denen Richtungen, und wenn die Abweichungen gegenüber dem normalen Kugellager in einer Richtung liegen, liest er die Werte des maximalen und minimalen Fehlers ab und berechnet dann den Unterschied zwischen denselben. Wenn aber die

ao Abweichung des Ringes zum Teil in der einen Richtung, zum Teil in der anderen Richtung liegt, beispielsweise der Abstand an einigen Stellen größer, an anderen kleiner ist, dann muß der Prüfer den Maximalwert der Abweichung in jeder Richtung feststellen und diese Werte zueinander addieren! Der Ring ist dann vorschriftsmäßig, wenn erstens die größte Abweichung gegenüber . dem Normalkörper nicht einen bestimmten Toleranzwert überschreitet, und zweitens, wenn die Differenz bzw. die Summe der obengenannten Werte nicht einen weiteren bestimmten Toleranzwert überschreitet.

Eine derartige Prüfungsarbeit ist, wenn sie mit hinreichender Sorgfalt durchgeführt werden soll, umständlich und zeitraubend.

Die Erfindung beschreibt ein Meßgerät, welches die Ermittlung der Abweichung gegenüber den Maßen eines Normalkörpers und der Fehlerschwankungen gegenüber dem Mittelwert des Prüflings wenig zeitraubend macht.

Ein erfindungsgemäßes pneumatisches Lehrenmeßgerät ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckanzeigeorgan den an der Austrittsdüse des Meßgerätes sich ausbildenden Staudruck direkt auswertet und ein zweites Druckanzeigeorgan den an der Düse sich ausbildenden Staudruck über eine drosselnde Öffnung auswertet. Es finden also, im Sinne der Erfindung zwei barometrische Druckmeßwerke Anwendung, von denen das eine auf den momentanen Staudruck anspricht, während das andere einen sich als'Mittelwert des Prüfvorgänges

ergebenden Druck liefert. ^:

■ Die Erfindung ist in zwei Figuren^: dargestellt.

Fig. ι zeigt teilweise im· Querschnitt eine Aüsführüngsförm der Erfindung;

Fig. 2 zeigt die sich im Laufe des Prüfvorgänges ergebenden Meßwerte.

In einem gemeinsamen Rahmen 1 sind zwei Bärometerbäige 2,3 angeordnet. Jeder derselben ist an dem einen Ende mit einer mit 4 bezeichneten Hebelstange verbunden. Die Hebelstange 4 ist an

. . einem Ständers derart gelagert, daß sie bei Ausdehnung und Zusammenziehen der beiden¹ Bälge 2 und 3 eine entsprechende Stellung einnehmen kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß sie auf dem Ständer 5 in einer Langlochführung gelagert ist. An der Hebelstange 4 ist ein Zeiger 6 vorgesehen, der über einer Skala 7 spielt.

Das Innere der Bälge 2 und 3 steht durch Öffnungen 8 und 9 und Leitungen 10, 11 mit einem Düsenrohr in Verbindung, dessen Düsenöffnung 15 sich nahe dem Prüfling — einer um eine Achse 16 rotierenden Welle 18 — befindet. Diese Verbindung erfolgt über das Rohr 12. Eine Druckquelle 14 erzeugt über eine drosselnde Düse 13 eine Gasströmung in dem Düsenrohr, deren Staudruck maßgeblich durch den Widerstand bestimmt ist, welcher sich in Anbetracht des Abstandes des Prüflings 18 an der Düse 15 ergibt. Eine drosselnde Düse 17 ist in dem Verbindungsrohr zwischen den beiden barometrischen Balgen 2, 3 vorgesehen.

Wird nun bei der Prüfung das Meßobjekt 18 gedreht, so bewirkt ein Variieren des Halbmessers r des Prüflings, daß die wirksame Ausfluß öffnung an der Düse 15 in verschiedenem Maße gedrosselt wird. Es ergeben sich daher im Rohr 12 momentane Druckschwankungen, auf welche der Barometerbalg 2 direkt anspricht. Wegen der Kapillarwirkung der drosselnden Düse 17 stellt jedoch der Barometerbalg 3 ein träge wirkendes Meßsystem dar, welches auf den mittleren, während der Rotation des Prüflings 18 sich ergebenden Staudruck im Röhr anspricht. Aus diesem Grunde nimmt der Zeiger 6, der nun von der Ausdehnung sowohl des Balges 2 als auch des Balges 3 gesteuert wird, Stellungen auf der Skala ein, die in ihren Extremstellungen die Abweichungen des größten bzw. kleinsten Halbmessers gegenüber dem mittleren Halbmesser des Prüflings ergeben.

Der Druckverlauf in den Bälgen während des Prüfvorganges, d. h. während der Drehung des Meßobjektes, ist in Fig. 2 veranschaulicht. Als Abszisse ist der Drehwinkel des Prüflings 18 aufgetragen. Im unteren Teil der Fig. 2 bezeichnet die Ordinate den sich in den Bälgen ergebenden Druck. Dabei stellt P₂ den sich im Balg 3 ergebenden mittleren Druck P₂ dar, während P₁ den sich im Balg 2 ergebenden momentanen Druck während des Rotationsvorganges wiedergibt. Im Oberteil der Figur sind die Meßwerte auf der Skala 7 wiedergegeben. Zwei im Abstand T liegende Linien kennzeichnen den Bereich der maximal zulässigen Toleranz, innerhalb dessen sowohl Mittelwert als auch der maximale wie minimale Halbmesser des Prüflings liegen müssen. Die strichpunktierte Linie stellt "den Sollwert dar, der für den Halbmesser des Prüflings maßgebend ist. Die Kufyen W₁ und W₂ stellen Kurven dar, die dem Druck in jedem einzelnen der Bälge 2 und 3 entsprechen. Infolge der' getroffenen Anordnung wird die Kurve m wiedergegeben, welche die Abweichung des momentanen Wertes von dem Mittelwert anzeigt.

Die Meßvorrichtung nach der Erfindung kann zweckmäßig mit einstellbaren Relaiskontakten ausgestattet werden, die mit dem Anzeigeo'rgan zusä'mmehwirken und^: Warnlampen od. dgl. Signale

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abgeben, wenn die Toleranzgrenzen überschritten werden.

Die Anordnung kann auch so ausgebildet werden, daß sie den sich im Barometerbalg 3 ergebenden mittleren Meßwert gesondert für sich zur Anzeige bringt bzw. die Abweichung dieses mittleren Wertes Von dem gewünschten in Fig. 2 strichpunktiert gezeichneten mittleren Sollwert.

Die Anordnung kann auch leicht derart ausgebildet werden, daß sie die momentane Abweichung gegenüber dem Sollwert zur Anzeige bringt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Pneumatisches Lehrenmeßgerät, bei dem in nahem Abstand vor der Austrittsdüse eines Druckmediums der Prüfling beweglich angeordnet ist und der Staudruck des aus der Düse austretenden Mediums als Meßgröße benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckanzeigeorgan (2) den an der Düse sich ausbildenden Staudruck direkt auswertet und ein zweites Druckanzeigeorgan (3) den an der Düse sich ausbildenden Staudruck über eine drosselnde öffnung (17) auswertet.
2. Pneumatisches Lehrenmeßgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von den beiden Druckanzeigeorganen (2, 3) wiedergegebenen Druckmeßwerte voneinander subträhiert zur Anzeige gebracht werden.
3. Pneumatisches Lehrenmeßgerät nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflinge vor der Düse drehbar angeordnet sind.
4. Pneumatisches Lehrenmeßgerät nach Anspruch ι oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckanzeigeorgane (2, 3) aus druckempfindlichen Bälgen mit einem beide verbindenden, den Wiedergabezeiger (6) tragenden Verbindungshebel bestehen.
5. Pneumatisches Lehrenmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verbindungshebel (4) ein vor einer Skala (7) spielender Zylinderdrehzeiger (6) angeordnet ist.
6. Pneumatisches Lehrenmeßgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden druckanzeigenden Bälge (9, 3) über eine gemeinsame Verbindungsleitung (12) mit der Austrittsdüse (15) verbunden sind und miteinander über eine eine Drossel (17) enthaltende Leitung (11) verbunden sind.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 679946, 256447; Aufsatz von H. Burkle in »Instrumentenkunde«, Luftfahrtlehrbücherei Bd. 17, S. 76 und bis 87;

Richter-Voß »Bauelemente der Feinmechanik«, Verlag Technik Berlin, 1949, Abb. 1210.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen