DE3039894A1

DE3039894A1 - Messvorrichtung zum messen geometrischer linearer abmessungen von werkstuecken

Info

Publication number: DE3039894A1
Application number: DE19803039894
Authority: DE
Inventors: Mario Bologna Possati
Original assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Current assignee: Marposs SpA
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1981-05-07
Also published as: CH647069A5; GB2064777A; US4356634A; GB2064777B; DE3039894C2; FR2468872A1; FR2468872B1

Description

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Meßvorrichtung zum Messen geometrischer linearer Abmessungen von Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung geometrischer linearer Abmessungen von Werkstücken mit einem mit Wänden versehenen Außengehäuse, die eine Innenkammer bilden, einem am Außengehäuse befestigten Arm, der einen beweglichen Arm sowie einen durch diesen getragenen Taster oder Fühler umfaßt, der mit dem zu messenden Werkstück in Berührung steht, und schließlich mit Verbindungsmitteln zur Befestigung der Meßvorrichtung an einem internen Träger.

Bei bekannten Vorrichtungen zur Messung linearer Abmessungen von Werkstücken treten bei einigen Anwendungen Schwierigkeiten infolge übermäßiger Konstruktionsabmessungen der Meßvorriohtung und der Verbindungsmittel auf, die dazu dienen, die Lehre mit Trägern in der erforderlichen Stellung zu verbinden. Andere Nachteile bestehen in der großen Anzahl der die Meßvorrichtung bildenden Bauteile, wodurch hohe Herstellungs- und Montagekosten entstehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Meßvorrichtu.ng von besonders einfachem Aufbau und kleinen Konstruktionsabmessungen zu schaffen, die außerdem mit geringen Herstellungs-, Montage- und Reparaturkosten belastet ist. Weiter ist erfindungsgemäß eine Meßvorrichtung vorgesehen, die auf billige und wiederholbare Weise in einen externen Träger eingespannt werden kann, wo -

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bei die Spannkräfte das Außengehäuse der Lehre im wesentlichen nicht verformen.

Diese Aufgabe wird gelöst und andere Vorteile werden erreicht mit einer eingangs erwähnten erfindungsgemäßen Meßvorrichtung, die Bauteile umfaßt, welche den Arm am Gehäuse arretieren und die mit den Verbindungsmitteln zusammenwirken, damit die Meßvorrichtung am Träger befestigt werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Messung linearer Dimensionen von Werkstücken nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen waagrechten Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten Meßvorrichtung,

Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,

Fig. 4 einen waagrechten Teillängsschnitt der in Fig. 3 gezeigten Meßvorrichtung,

Fig. 5 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Meßvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Niet zur Verbindung des Armes mit einem Außengehäuse der Meßvorrichtung in der Form,die er vor der Stauchung auf v/eist,

Fig. 7 eine Ansicht des Außengehäuses der Lehre der Fig. 6,

Die in den Fig.1 und 2 gezeigte Meßvorrichtung umfaßt ein Außengehäuse aus einem einzigen Rohr,einem Stahlblechrohr 1,das an beiden

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Enden offen ist und außen wie innen einen quadratischen Querschnitt aufweist. Die Innenflächen des Rohres 1 sind mit einer Räurtitiaschine so bearbeitet, daß sie vollkommen eben und jeweils zwei zu zwei planparallel sind.

Das Rohr 1 ist auf eine nachstehend näher erläuterte Weise in einen Träger 2 eingespannt, der auf einer Grundplatte oder einem Sockel 3 befestigt ist, auf welchem ein Werkstück 4 angeordnet ist, dessen Höhe oder - genauer gesagt — dessen Höhenabweichung von einem Nennwert zu messen ist.

An der oberen· Innenwand (Fig. 4)des Rohres 1 ist mit Hilfe von zwei mit Gewinden versehenen Sacklochnieten 5 ein langes Flachbauteil 6 befestigt, dessen Breite etwas geringer ist als die der Wand. Ein Ende des Bauteils 6 läuft in einen

Steg 7 aus, der sich quer zur geometrischen Achse des Rohres 1 erstreckt.

Im Steg 7 ist ein Loch 8 zur Durchführung eines elektrischen Kabels 9 ausgeformt. Das Kabel 9 ist in einer Muffe 10 mit Außengewinde untergebracht, von der ein Teil 11 in das Loch. 8 des

Ste'g 7 hineinragt. An dem Teil 11 ist ein Teil 12 angebracht, der ein Lager für einen reißfesten Knoten oder eine Zugentlastung des Kabels 9 bietet.

Das Ende des Rohres 1 wird von einer Gewindekappe 13 abgeschlossen. Diese besitzt eine Bohrung zur Aufnahme der Muffe 10. Der Verschluß wird durch eine plastische Dichtung 14 gewährleistet, die gegen die Außenfläche der Kappe 13 durch eine Mutter 15 ge-

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drückt wird.

Ein weiterer Stea 16 befindet sich am anderen Ende des Bauteils 6 und bildet zusammen mit diesem und dem- steg' 7 ein einstückiges, als Feder wirkendes, gebogenes Stahlblech.

Der Steg"' ig umfaßt einen ersten, sich in Querrichtung ej?- streckenden Teil 17 und einen zweiten im wesentlichen in Längsrichtung sich erstreckenden Teil 18. Der erste Teil 17 besitzt einen Abschnitt 19 von erheblich geringerer Dicke, die diesen plastisch verformbar macht, so daß er als Drehpunkt dient.

An den zweiten Teil 18 ist mit Hilfe von seitlichen^Sauni5n L~förmiges Bauteil 21 aus flachem Stahlblech angeschweißt, desgen Breite gleich ist der des Bauteiles 6.

Der lange Schenkel des "L" erstreckt sich in Längsrichtung des Rohres 1, während der kurze Schenkel des "L" sich . in Querrichtung verläuft.

Im kurzen Schenkel des Bauteils 21 ist ein Loch 22 ausgeformt, in welchem ein Ende eines zylinderförmigen Armes 23 gelagert ist, der an seinem anderen Ende einen Fühler oder Taster 24 mit einem Gewindeschaft trägt, der in einer Bohrung des Armes 23 verschraubt ist und einen Taster, der mit der Oberfläche des Werkstückes 4 in Berührung steht.

Die Bauteile 6, 21 und der Arm 23 bilden eine einzige Vorrichtung, die im folaenden "Armgarnitur" genannt wird,

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Am kurzen Schenkel des Bauteils 21 ist das Rohr 1 mit einer biegsamen Gummidichtung 25 und einer Schutzmembrane 26 aus mehrzelligem Gummi verschlossen. In der Dichtung 25 und der Membrane 26 sind Löcher zur Durchführung des Armes 23 ausgeformt, und Dichtung sowie Membrane sind hinreichend elastisch, um dem Arm Lageversetzungen zu ermöglichen, die aus Drehbewegungen um den Abschnitt 19 bestehen. Normalerweise führen diese Bewegungen nur geringe Amplituden aus, und daher ist anzunehmen, daß der Fühler 24 im wesentlichen sich senkrecht zur geometrischen Längsachse des Rohres 1 bewegt.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Lehre umfaßt auch einen sog. induktiven Topfkernstellungsgeber, der ein Meßsignal in Abhängigkeit νς>η der Stellung des Armes 23 und daher auch des Fühlers erzeugt. Das erste Bauteil oder der Topfkern 27 des Gebers enthält eine elektrische Wicklung und ist am Bauteil 6 befestigt, während das zweite Bauteil oder der Topfkern 28 mit dem Bauteil 21 gekuppelt ist.

Ein Ende einer zwischen den Bauteilen 6 und 21 angeordneten Feder 29 ist mit einem stumpfkegeligen Träger 30 verbunden, der in einem im Bauteil 6 ausgeformten Lagersitz 31 angeordnet ist. Das andere Ende der Feder 29 mit einer Schraube 32 verbunden, deren Kopf in einem im Bauteil 21 ausgeformten Lagersitz 33 untergebracht ist. Der Kopf der Schraube 32 ist durch ein Loch 34 im Rohr 1 zugänglich, das durch eine Gewindekappe 35 verschlossen ist.

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Durch Drehen des Schraubenkopfes 32 kann somit die Spannung der Feder 29 und daher auch die Auflagekraft eingestellt werden, die der Fühler oder Taster auf die Oberfläche des zu messenden Werkstückes ausübt.

Die Drähte des Kabels 9 und die Leitungen des Gebers 27 sind an Leiterflächen 36 und 37 geführt, die aus gedruckten Leiternauf einer Platine 38 bestehen. Die Platine 38 ist am Bauteil 6 befestigt und besitzt ein Loch zur Durchführung einer der Nieten Zur Durchführung dieser Niete sind im Bauteil 6 und im Rohr 1 Löcher vorgesehen, während für die Anordnung der zweiten Niete Löcher im Rohr 1, sowie in den Bauteilen 6 und 21 vorgesehen sind.

Die Bewegung des Tasters 24 in Richtung des Werkstückes 4 wird durch die Kontaktgabe der beiden Kopfkerne 27 und 28 begrenzt, während die Bewegung in Gegenrichtung durch die Berührung des Endes des Bauteils 21 mit der Unterwand des Rohres 1 begrenzt wird.

Die Form des Abschnittes 19 und die Wirkung der Feder 29 sind so ausgelegt, daß sie im Ruhezustand eine gegenseitige Berührung der beiden Bauteile 27 und 28 herbeiführen und damit den Fühler in eine Stellung führen, die der maximalen Auslenkung im Uhrzeigersinn entspricht. Im Verlauf der Messung gewährleistet die Wirkung der Feder 29 eine genügend starke Auflagekraft des Fühlers auf dem Werkstück 4.

Die Abstände der Auslenkungslinie des Fühlers und der Achse des

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Gebers vom Abschnitt 19 sind gleich, wodurch eine Auslenkung des Fühlers (in Gegenrichtung) gleich der des Topfkerns 28 erreicht wird. Zwischen dem Kopf der einzelnen Nieten 5 und dem Rohr 1 befindet sich ein Dichtungsring 39.

Die Meßvorrichtung kann am Träger 2 mit zwei Schrauben 40 befestigt werden/ die mit den Innengewinden der beiden Niete 5 verschraubt sind.

Auf diese Weise ermöglichen die Niete 5 die Befestigung des Gehäuses der Meßvorrichtung am Träger außer der Verbindung des Bauteils 6 mit dem Rohr, d.h. der Armgarnitur mit dem Gehäuse der Meßvorrichtung.

Durch ein Loch 35 kann die Meßvorrichtung mit Silikonöl oder einer anderen Dämpfungsflüssigkeit gefüllt werden.

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Meßvorrichtung weist einige Abänderungen gegenüber der in den Fig. 1 und 2 gezeigten auf, hauptsächlich bezüglich des Gebers, der beweglichen Armgarnitur und der Verbindungsnieten.

Hier ist der Einsatz eines als Differentialtransformator ausgelegten Stellungsgebers mit einem Gehäuse 41 vorgesehen, das ebene Außenflächen aufweist und die Transformatorwicklungen 42, einen beweglichen Kern 43 sowie eine gedruckte Leiterplatine 44 beherbergt, an welche die Drähte des Kabels 9 und die des Gebers geführt sind. Der Geber wurde in der italienischen Patentanmeldung 33 65 A/78 beschrieben, die jetzt öffentlich ausliegt.

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Anstelle der beiden Bauteile 6 und 21 der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Lehre ist als Ärmgarnitur ein einziges Element 45 aus flachem Stahlblech als Feder vorgesehen, das U-förmig gebogen ist. Das Element 45 besitzt einen Querteil 46 mit einem Loch 47. Der Teil 46 umfaßt zwei Abschnitte 48 von geringerer Dieka, die als Drehpunkt wirken. Der Arm 49 mit quadratischem oder kreisförmigem Querschnitt ist durch das Loch 47 geführt und mit der beweglichen Seite des Elements 45 verschweißt.

Das Element 45 ist an einer Wand des Rohres 1 durch swei Niete 51 mit Gewindebohren gen befestigt. Einer der beiden Niete 51 ist. durch zwei Löcher in den sich gegenüberliegenden Wänden des Rohres 1 und ein Loch geführt, das im flachen Längsteil des am Rohr 1 befestigten Elements 45 ausgeformt ist. Der zweite Niet 51 läuft durch swei Löcher im Rohr 1 sowie ain Loch im flachen Längsteil des El?-rasnts 45 und ein in der Seite 5 0 ausgeformtes Loch.

Die einzelnen Niete 51 bastenen aus zwei Bauteilen 52 und 53. Das Bauteil 52 ist gestaucht, um den flachen Längsteil des Elements 45 mit einar Wand des Rohres 1 zu verbinden, und das zweite Bauteil 53 ist anschließend um das Bauteil 52 im Preßsitz eingepaßt.

Das Bauteil 52 besitzt ein Gewinde 54, das durch die Köpfe der beiden Bauteile 52 und 53 der Niet zugänglich ist.Damit kann die Meßvorrichtung durch Schrauben 55 an einen Träger 2 in Übereinstimmung mit ösr oberen Fläche (Fig. 3} und der unteren Fläche des Rohras 1 fcifeav.^c;i wsrden.

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Natürlich kann die Meßvorrichtung mit Hilfe von Winkelstücken oder ähnlichen Vorrichtungen auch an Trägern befestigt werden, die parallel zur Ebene der Zeichnung angeordnet sind.

Der Arm 49 ist durch eine Dichtung 56 und eine Schutzmembrane geführt.

Das Kabel 9 durchläuft eine Gewindemuffe 58, die mit einem Flügel 59 des Elements 45 verbunden ist.Zwischen der Muffe 58 und dem Rohr 1 ist eine Dichtung 60 angeordnet. Eine Mutter 61 und eine Kontermutter 62 sind auf die Muffe 58 geschraubt, um sie festzuhalten und die Dichtung 60 zusammenzudrücken.

Die in Fig. 5 gezeigte Meßvorrichtung unterscheidet sich von den in den Fig. 1 bis 4 gezeigten im wesentlichen insoweit, als unterschiedliche Arten von Nieten für die Verbindung der Armgarnitur verwendet werden und ebenso ein anderes Verfahren,mit welchem die Meßvorrichtung am Träger befestigt ist.

Im Rohr 1 der in Fig. 5 gezeigten Meßvorrichtung ist eine Armgarnitur 63 angeordnet, die im wesentlichen der der Lehre der Fig. 1 und 2 gleich ist.

Die Armgarnitur 63 umfaßt einen Sockel 64, der in einer Weise mit einer Wand 65 des Rohrs 1 verbunden ist, die nachstehend näher erläutert wird, sowie ein am Bauteil 64 befestigtes Bauteil 66.

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Der Sockel 64 besteht aus einem als Feder gebogenen Stahlblech und umfaßt einen Mittelteil 67, der parallel zur geometrischen Längsachse des Rohres 1 angeordnet ist sowie ein Ende 68, das parallel zum Verlauf des Mittelteils 67 gebogen ist, und schließlich einen Endsteg 69. Das Ende 68 ist mit dem Mittelteil 67 über einen Teil 70 verbunden, der durch eine Abfasung 71 so verdünnt wurde, daß er einen Drehpunkt 72 bildet, dessen Drehachse im wesentlichen senkrecht zur geometrischen Längsachse des Rohres 1 liegt. Das Ende 68 kann sich gegenüber dem Mittelteil 67 um den Drehzapfen 72 drehen.

Der Steg 69 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Richtung des Mittelteils 67 und besitzt eine seitliche öffnung 73, an der eine Kabelklemme 74 angeschlossen ist.

Das Bauteil 66, das aus einem als Feder ausgebildeten gebogenen Stahlblech besteht, umfaßt einen Teil 75, der parallel zum Teil 78 angeordnet und mit diesem verschweißt ist sowie einen Steg 76. Dieser liegt senkrecht zum Teil 75 und besitzt ein Loch 77, in welches ein Ende 78 eines Meßarms 79 eingeführt ist, der am anderen Ende einen Fühler 80 trägt, welcher mit der Oberfläche des zu messenden Werkstücks 4 in Berührung steht.

Die Armgarnitur 63 ist mit einer Wand 65 mit Hilfe von zwei Nieten 81 und 82 befestigt. Die Niete 81 und 82, von denen 81 als Formstück vor der Vernietung gez i -. ist, besitzen kreisförmige Köpfe 83 und 84, die mit der Außenfläche oder Außenseite der Wand 65 in Berührung stehen, sowie rohrförmige Schäfte 85

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und 86, die durch Löcher 87 und 88 der Wand 65, durch die Löcher 89, 90, 91 der Armgarnitur 63 und die Löcher 92 und 93 der der Wand 65 des Rohrs 1 gegenüberliegenden Wand 94 greifen.

Die Schäfte 85 und 86 besitzen Teile 95 und 96 von geringerer Dicke, so daß sie leicht verformbar sind.

Nach Vernietung der Niete 81 und 82 - dies wird durch Druckkräfte erreicht, die auf die Schäfte 85 und 86 in einer Richtung wirken, die parallel zur geometrischen Längsachse der Niete verläuft - weisen an den Nieten ringförmige Stauchungen 97 und 98 an den Teilen 95 und 96 auf. Die Stauchungen 97 und 98 verhindern ein Herausgleiten der Nieten 81 und 82 aus den Löchern 87-90 der Armgarnitur 63 und der Wand 65, dadurch daß sie keine gegenseitige Relativbewegungen zulassen.

An den aus der Wand 94 herausragenden Teilen der Schäfte 85 und 86 sind rohrförmige Kappen 99 und 100 angeordnet, die an der Außenfläche der Wand 94 anliegen. Die Kappen 99 und 100 können als Teile der Niete 81 und 82 betrachtet werden.

Zwischen den Köpfen 83 und 84 und der Außenseite der Wand 65, zwischen den Kappen 99 und 100 und der Außenseite der Wand 94 sowie zwischen denselben Kappen und den Schäften 85 und 86 ist ein Zweikomponenten-Epoxydharzkleber, beispielsweise Araldit aufgetragen (Araldit wird von der Firma CIBA-GEIGY auf den Markt gebracht und ist ein Warenzeichen), wobei ein Härter zugefügt wird, dessen Zweck es ist, die wirksame Verbindung der zu verklebenden Teile zu sichern und beispielsweise .zu ^verhindern, daß Feuchtig-

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keit in das Innere des Rohres 1 durch die Löcher 87, 88, 92 und 93 eindringt.

Araldit ist ein Harz, das nach der Aushärtung äußerst fest wird, und so Bewegungen zwischen den verklebten Teilen verhindert, welche die Meßgenauigkeit der Meßvorrichtung beeinflussen könnten.

Die Niete 81 und 82 bilden somit zwei Durchführungen, von denen nur eine, 101, gezeigt ist, die das Rohr 1 senkrecht zu seiner geometrischen Längsachse kreuzen.

Nach der Montage werden die Außenflächen der Ringköpfe 83, 84 sowie der Kappen 99, 100 und die Enden der Schäfte 85 und 86 geschliffen, so daß sie zwei planparallele Flächen bilden.

Die in Fig. 5 gezeigte Meßvorrichtung umfaßt auch einen als Differentialtransformator ausgelegten Stellungsgeber 102 mit ehern festen Teil 103, der an den Sockel 64 der Armgarnitur 63 angeflanscht ist sowie einen beweglichen Teil 104, der mit dem Teil 75 der Armgarnitur 63 gekuppelt ist. Der feste Teil 103 umfaßt eine Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen des Differentialtransformators, während der bewegliche Teil 104 einen Magrietkern aufweist, der gegenüber den Wicklungen beweglich angeordnet ist.

Ein Kabel 105 verbindet die Wicklungen des Stellungsgebers 102 mit einer nicht gezeigten Stromquelle sowie einem nicht gezeig-

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ten Verarbeitungs- und Anzeigegerät. Das Kabel 105 läuft durch eine Kabelklemme 74, die das Kabel an der Armgarnitur 63 befestigt und verhindert, daß elektrische Verbindungen zwischen dem Kabel und den Wicklungen des Differentialtransformators unterbrochen oder zerrissen werden können.

Die Kabelklemme 74, die Dichtung 106, eine Beilagscheibe 107 sowie eine mit der Kabelklemme 74 verbundene Mutter 108 verschließen die öffnung des Rohres 1 neben dem Flügel 69.

Eine Dichtung 109 sowie eine biegsame Membrane 110 sind zwischen dem Meßarm 79 und den Innenseiten des Rohres 1 angeordnet, so daß die Lehre gut abgedichtet ist.

Eine zwischen dem Mittelteil 67 des Sockels 64 und dem Teil 75 des Bauteils 76 angeordnete Feder 111 ermöglicht durch eine Schraube 112, die vor der Einführung der Armgarnitur 63 in das Rohr 1 zugängig ist, eine Einstellung der Auflagekraft des Fühlers 80 auf der Oberfläche des zu messenden Werkstücks 4.

Die ifeßvorfichtuntr ist von^Üchrauben 114 und 115, welche in Längsrichtung die Kappen 99 und 100 sowie die Niete' 81 und 82 durchschneiden, mit einem Träger 113 verbunden.

Da die Kappen 99 und 100 mit Araldit an die Schäfte 85 und 86 angeklebt sind, und da die Länge der Schäfte so bemessen ist, daß ihre Enden nach dem Schleifen aus dem Rohr 1 so hervorragen, daß sie mit den Außenflächen der Kappen bündig sind (oder diese überragen), kann mit guter Annäherung angenommen werden, daß

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die Spannkräfte, welche die Schrauben 114 und 115 zusammen mit den zugeordneten Muttern 116 und 117 und der Träger 13 auf die Lehre übertragen, hauptsächlich auf die Niete 81 und 82 wirken. Die Spannkräfte wirken in der gleichen Richtung wie die Kräfte zur Vernietung der Niete, wodurch sie dazu beitragen, eine feste Ankupplung zwischen der Wand 65 und der Armgarnitur 63 zu gewährleisten.

Somit wird das Rohr 1 kaum durch die vorerwähnten Spannkräfte beeinflußt, und seine Hauptaufgabe besteht darin, die in der Meßvorrichtung angeordneten Bauteile zu stützen. Die Wandstärke des Rohres 1 ist sehr dünn, beispielsweise 1 mm, so daß die Meßvorrichtung nur sehr geringe Konstruktionsabmessungen aufweist und auch sehr leicht ist.

Es ist offensichtlich, daß die Niete 81 und 82 die Verbindung der Meßvorrichtung mit dem Träger 113 in einer Stellung ermöglichen, die gegenüber der in Fig. 5 gezeigten Stellung um 180 um die geometrische Längsachse des Rohres 1 verdreht ist, ohne den Träger zu verändern.

Während der Befestigung der Meßvorrichtung am Träger 113 berühren die Muttern 116 und 117 die Außenflächen der Köpfe 83 und 84 oder die Enden der Schäfte 85 und 86 und möglicherweise auch der der Kappen 99 und 100, wobei sie an diese Tangentialkräfte übertragen, die bestrebt sind, diese Teile gegenüber dem Rohr 1 zu verdrehen. Diesem Drehbestreben wird einerseits vom Araldit und andererseits von der Stauchung entgegengewirkt, die nach dem Vernieten zwischen den Teilen 95 und 96 und den Oberflächen der Löcher 87 und 88

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auftritt.

Falls eine zusätzliche Sicherheitsvorrichtung erforderlich ist, damit sich die Niete 81 und 82 nicht während des Einspannens der Meßvorrichtung drehen können, oder falls diese nicht abgedichtet zu sein braucht, dann werden drei um 120 gegeneinander versetzte Schlitze in der Wand 65 ausgeformt, welche mit den Löchern 87 und 88 in Verbindung stehen.

Fig. 7 zeigt die Schlitze 118, 119 und 120, die in Übereinstimmung mit dem Loch 87 ausgeformt sind. Im Verlauf der Vernietung der Niete 81 und 82 verformen sich die Teile 95 und 96 der Schäfte 85 und 86 und dringen in den Raum der Schlitze ein, wodurch sich die Niete auch nicht drehen können.

Die Meßvorrichtung arbeitet wie folgt.

Durch Berührung der Oberfläche des Werkstückes 4, dessen Linearabmessungen gemessen werden sollen, bewirkt der Fühler 8 0 eine Drehung des Meßarms 79 um den Drehpunkt 72 und daher auch eine Drehung des Teils 75 um den gleichen Drehpunkt. Die Drehung des Teils 75 bewirkt eine Lagenänderung zwischen dem feststehenden Teil 1Q3 und dem beweglichen Teil 104 des Stellungsgebers 102, die in ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der gemessenen Dimension des Werkstücks 4 oder, genauer, in Abhängigkeit von der Abweichung dieser Dimension und einem bekannten Nennwert umgewandelt wird.

Nach der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ist es

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offensichtlich, daß die erfindungsgemäßen Meßvorrichtungen besonders einfach, billig und leicht zu bedienen sind. U.a. ist
dies eine Folge der Verwendung von Nietverbindungen, die außer einer billigen, schnellen und arbeitsgerechten Verbindung zwischen der Armgarnitur 63 und dem Rohr 1 der Meßvorrichtung auch die Einspannung der Meßvorrichtung am Träger in verschiedenen
Stellungen ermöglichen, ohne daß Bauteile wie Anker, Flansche
u.a. Arten von teuren komplizierten Verbindungsmitteln verwendet werden müssen.

Die Abmessungen der Lehren können besonders klein gehalten sein. Beispielsweise kann der Querschnitt des Rohres 1 eine Außenabmessung von 12 mm und eine Innenabmessung von 10 mm aufweisen. Die Breite der Armgarnitur en kann 9 mm betragen.,

Die Meßvorrichtungen können leicht auseinandergenommen werden, indem die Halterungsniete für die Armgarnituren aufgebrochen
werden. Dann kann die gesamte Armgarnitur einschließlich des
Armes und des Gebers in Längsrichtung herausgezogen werden, indem sie durch ein Ende das Rohres 1 geführt werden, worauf die erforderlichen Reparaturen vorgenommen werden können. Anschließend wird die Armgarnitur wieder mit neuen Nieten am Rohr 1 befestigt.

Eine Änderung der in Fig. 5 gezeigten erfindungsgemäßen Lösung sieht die Verwendung von Nieten, die im wesentlichen mit den Nieten der Meßvorrichtung der Fig. 3 und 4 identisch sind, bei einem Innenteil der rohrförmigen Schäfte vor, der mit Gewinde versehen ist, um die Niete mit Hilfe von entsprechenden Niethämmern zu vernieten, wobei nach der Vernietung das Gewinde, bei-

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spielsweise durch Bohren, vernichtet wird.

Ein Vorteil liegt bei der Verwendung von Nieten ohne Gewinde bzw. von Gewinden, deren Gänge nach der Vernietung vernichtet werden darin, daß damit Bolzen zur Verbindung der Lehre mit dem Träger verwendet werden können.

Wenn die Meßvorrichtung am Träger 2 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung angebracht ist, wirken die Schrauben 55 auf die Niete 51 mit Kräften, die den Vernietungskräften entgegengesetzt sind, die auf die Niete 51 aufgebracht werden, wodurch sich diese lösen können und damit eine lockere Verbindung zwischen den Elementen 45 der Armgarnitur und der benachbarten Wand des Rohres 1 verursachen können.

Um ein Lösen der Niete 51 zu verhindern, wird empfohlen, einen Drehmomentschlüssel zu verwenden, welcher Klemmkräfte von einer bestimmten Größe und Einheitlichkeit garantiert.

Selbst die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Niete 5 können während der Verspannung der Meßvorrichtung am Träger 2 gelöst werden,wenn die Schrauben 40 mit Schäften versehen sind, deren Länge so bemessen ist, daß diese Schäfte den Boden der Gewindebohrungen der Niete berühren und damit eine erhebliche Längung der Schäfte der Niete 5 bewirken.

Die Verwendung von Bolzen (Fig. 5-7) verursacht Spannkräfte, die den Vernietungskräften entsprechen, welche auf die Niete einwirken, und dies gewährleistet, wie bereits erwähnt, eine

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sicherere Verbindung der miteinander vernieteten Teile.

Die Verwendung von Stahlblechteilen und Nieten ermöglicht es, die mechanischai Verarbeitungsverfahren zu verringern und zu vereinfachen. Die meisten erforderlichen Verarbeitungsverfahren sind billig (Formen, Scheren, Ziehen, Vernieten usw.).

Die Gewindesackloch- oder Durchgangsbohrungsniete ermöglichen die Vernietung der Niete bei den miteinander zu verbindenden Werkstücken von einer einzigen Seite aus. Dieses Merkmal ist von besonderem Vorteil bei Vorrichtungen zur Messung der linearen Abmessungen von Werkstücken, bei welchen infolge der kleinen Abmessungen der Raum innerhalb der Meßvorrichtung kaum zugänglich ist. Dies gilt insbesondere für die in den Fig. 1-5 gezeigten Lehren, die ein einstückiges rohrförmiges Außen-» gehäuse 1 umfassen, das an seinen Enden offen ist.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können andere Arten als die gezeigten Niete verwendet werden.

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Claims

Patentanwälte Dipl. Ing. H. Hauck 3Q39894 Dipl. Phys. W. Schmitz Dipl. Ing. E. Graalfs Dipl. Ing. W. Wehnert Dipl. Phys. W. Carstens Dr.-Ing. W. Döring Mozartstraße 23 8-0 OO München 2 Finike Italiana Marposs S.p.A. Via Saliceto, 13 Anwaltsakte M-5325 1-40010 Bentivoglio (BO) 20. Oktober 1980 Meßvorrichtung zum Messen geometrischer linearer Abmessungen von Werkstücken Patentansprüche

1.\ Meßvorrichtung zum Messen geometrischer linearer Abmessungen von Werkstücken, mit einem Außengehäuse, dessen Wände eine Innenkammer bilden, mit einer am Außengehäuse befestigten Armgarnitur, die einen beweglichen Arm sowie einen von diesem getragenen Fühler umfaßt, der mit dem zu messenden Werkstück in Berührung steht und schließlich mit Verbindungsmitteln zum Befestigen der Meßvorrichtung an einen äußeren Träger, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente (5; 51; 81; 82) vorgesehen sind, welche die Armgarnitur (6, 16, 21; 45, 46, 50; 63) am Gehäuse (1) befestigen und die mit den Verbindungsmitteln (40; 55; 114-117) zusammenwirken, um eine Verbindung zwischen dar Lehre und dem Träger (2, 113) zu ermöglichen.

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2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile ein Niet (5; 51; 81) umfassen.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilabschnitt (6; 45; 64) der Armgarnitur (6, 16, 21; 45, 46, 50; 63) neben der Innenfläche des Gehäuses (1) angeordnet ist, daß der Teilabschnitt (6; 45; 64) einen Schwenkpunkt (19; 48; 72) aufweist, und Mittel (18, 21; 50; 68,75) zum Verbinden des Armes (23; 49; 79) mit dem Schwenkpunkt (19; 48; 72) vorgesehen sind, wobei der Niet (5; 51; 81) den Teilabschnitt (6; 45; 64) mit der Gehäusewand (1) verbindet.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (5) mit einem Sackloch versehen ist und durch eine Wand des Gehäuses (1) geführt ist.

5. Meßvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieten (5; 51) mit Gewinden versehen sind.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (81, 82) rohrförmig sind, die das Gehäuse (1) durchsetzen und mit diesem verbunden sind, daß die Verbindung (114, 117) eine Klemmvorrichtung (114, 116) aufweist, die das Gehäuse (1) durchsetzt und auf den Träger (113) wirkt, damit dieser mit einem ersten Ende (83) des rohrförmigen Elementes (81) zusammenwirkt, und eine erste Klemmkraft zum Befestigen der Vorrichtung am Träger (113) aufbringt und daß die Klemmvorrichtung (114, 116) eine zweite Klemmkraft auf das dem ersten Ende gegenüberliegende Ende

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des Elementes (81) aufbringt.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (81) ein hülsenförniger Niet (81) ist, der gegenüberliegende Löcher (87, 92) des Gehäuses (81) durchgreift.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (81) einen außen mit dem Gehäuse (1) zusammenwirkenden Kopf (83) aufweist und einem das Gehäuse (1) durchgreifenden Schaft (85), der teilweise im Gehäuse (1) und teilweise mit einem Ende im wesentlichen außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist, wobei der Kopf (83) und das Ende des Schaftes (85) einen ersten und zweiten Teil des Elementes bilden-

9. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) sich gegenüberliegende Löcher besitzt und der Niet (51) eine durchgehende Bohrung, einen außerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Kopf sowie einen Schaft aufweist, der durch die Löcher des Gehäuses (1) geführt ist, und auch

einen mit Gewinde versehenen Teil (54) und daß die Verbindungsmittel eine Schraube (55) umfassen, die mit dem Träger (2) sowie mit dem Gewindeteil (54) zusammenwirkt, um die Meßvor—

richtung am Träger (2) zu befestigen.

10. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Armgarnitur (63) eine öffnung (89, 91) ausgeformt ist, die im wesentlichen mit den Löchern (87, 92) des Außengehäuses (1) fluchtet,- um derL· Scha£tu (85) durchzuführen, daß

der Niet (81) einen zweiten Kopf (97) besitzt, der mit einem Teilabschnitt (64) der Armgarnitur (63) zusammenwirkt, wobei der erste (83) und zweite (97) Kopf des Nietes (81) die Armgarnitur (63) am Gehäuse (1) festhalten.

11. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (114-117) einen Bolzen (114) umfaßt, der in der Bohrung des hülsenförmigen Niets (81) im Spielsitz eingepaßt ist und, daß eine Mutter (116) mit dem Bolzen (114) verbunden ist.

12. Meßvorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (83) des Niets (81) und der vom Gehäuse (1) herausragende Teil des Schaftes (85) zwei planparallele, sich gegenüberliegende Flächen bilden, die die Befestigung der Meßvorrichtung am Träger (113) in zwei sich gegenüberliegenden Stellungen ermöglichen.

13. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungen (39) zwischen dem Niet (5) und dem Gehäuse (1) angeordnet sind.

14. Meßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht eines Epoxydharzklebers zwischen dem Niet (81) und dem Außengehäuse (1) aufgebracht ist, um feste Dichtungen zu bilden.

15. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Epoxydharzkleber verhindern soll, daß sich

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der Niet (81) gegenüber dem Außengehäuse (1) dreht.

16. Meßvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Außengehäuse (1) Schlitze (118-120) ausgebildet sind, welche mit dem Niet (81) zusammenwirken, damit er sich nicht gegenüber dem Außengehäuse (1) drehen kann.

17. Meßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß drei Schlitze (118-120) vorgesehen sind, die gegeneinander um 120 versetzte Längsachsen bilden.

18. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5 bzw. 7 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zusätzlichen Niet (5, 51, 82) besitzt, um die Armgarnitur (6, 16, 21; 45, 46, 50; 63) am Gehäuse (1) und die Meßvorrichtung am Träger (2, 113) zu befestigen.

19. Meßvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Armgarnitur (6, 16, 21; 45, 46, 50; 63) nach dem Lösen des Niets (5, 51, 81) sowie des Zusatzniets (5, 51, 82) in axialer Richtung aus dem Gehäuse (1) herausgezogen werden kann.

20. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (1) rohrförmig mit einem quadratischen Querschnitt und aus rostfreiem Stahl gefertigt ist.

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