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Vorrichtung zum Messen des Schlages von runden Werkstücken Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Höhen- und/oder Seitenschlages
von runden Werkstücken, insbesondere von Automobilrädern, mit einem mechanisch mit
einer Meßeinrichtung, vorzugsweise einer Meßuhr, zusammenwirkenden Tastarm, der
das sich drehende Werkstück unter der Einwirkung von Federdruck abtastet und der
seine Bewegungen auf die Meßeinrichtung überträgt, und mit Mitteln, durch welche
die Meßeinrichtung selbsttätig auf die Nullstellung eingestellt wird.
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Bei Vorrichtungen zur Schlagmessung an unter Erwärmung stehenden
Läufern von Maschinen ist es bekannt, zur Erzielung einer feststehenden Nullanzeige
an der Meßeinrichtung einen eine Längenmeßlehre mit einem Meßfühler tragenden Halter
mittels eines Elektromotors so zu verstellen, daß das am Halter feste Meßlehrensystem
relativ zum Meßfühler auf einen festen vorgegebenen, von der Nullstellung der Lehre
abweichenden Wert verstellt wird, worauf eine umgekehrte Verstellung des Systems
auf einen weiteren fest vorgegebenen, der Nullstellung der Lehre entsprechenden
Wert erfolgt. Des weiteren ist es bekannt, zum Prüfen geometrischer Toleranzen an
Werkstücken, insbesondere zum Prüfen der Unrundheit, ein durch satte Reibung mit
einem Taststift in Wirkverbindung stehendes Organ zwischen zwei Grenzanschlägen
zu bewegen, von denen der eine im Abstand vom anderen einstellbar ist und mindestens
einer als elektrisches Kontaktelement ausgebildet ist. Der durch den Abstand der
Kontaktelemente gegebene Toleranzbereich stellt sich hierbei selbsttätig auf das
Maximum der fraglichen Abmessung des Prüflings unabhängig von der Größe dieser Abmessung
ein. Bei Überschreiten des Toleranzbereiches schließt sich der elektrische Kontakt.
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Schließlich ist es noch bekannt, zur Rundlaufkontrolle von drehenden
Maschinenteilen ein verschiebbares Glied den Prüfling pleuelstangenähnlich umfassen
zu lassen und die maximale Längsverschiebung des Gliedes durch eine Meßschraube
zu ermitteln, während die relative Verstellung einer Skala an der Meßschraube gegenüber
einer festen Marke die Größe der Unrundausschläge zu messen ermöglicht.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Meßvorrichtung
mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß die selbsttätige Einstellung der Nullstellung
mit vorwiegend mechanischen Mitteln erfolgt, um die bei elektrischen Verstellungen
gegebene größere Störanfälligkeit zu vermeiden und um die Vorrichtung auch bei rauhem
Betrieb in der Hand im Meßwesen wenig erfahrener Personen zufriedenstellend und
schnell anzeigend arbeiten zu lassen. Ferner soll mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erreicht werden, daß neben dem laufenden Meßergebnis jeweils der erreichte größte
Schlag des Werkstückes von der Nullstellung ausgehend angezeigt wird und daß außerdem
eine schnelle Prüfung auf Schlagtoleranz möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß an einer festen Grundplatte
der Vorrichtung der als zweiarmiger Hebel ausgebildete Tastarm um eine auf der Grundplatte
befestigte Achse schwenkbar und die Meßeinrichtung an einem um dieselbe Achse gegen
in einer Richtung wirkenden Federdruck schwenkbar angelenkten beweglichen Meßrahmen
angeordnet sind, ferner, daß der eine Hebelarm des Tastarmes, der mechanisch mit
der Meßeinrichtung verbunden ist, gegen in beiden Richtungen vorhandenen Federdruck
am Meßrahmen abgestützt ist und zwischen dem Tastarm und dem Meßrahmen Kontakte
angeordnet sind, die mit am Meßrahmen angeordneten Elektromagneten verbunden sind.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann eine durch
den Tastarm betätigte, an sich bekannte Meßeinrichtung zur optischen Anzeige des
Überschreitens eines zwischen Grenzanschlägen einstellbaren Toleranzbereiches vorgesehen
sein.
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Der mit dem Meßrahmen der Vorrichtung zusammenwirkende Hebelarm des
Tastarms kann vorteilhaft aus zwei in einer Richtung unabhängig voneinander um die
an der Grundplatte angeordnete Achse schwenkbaren Armteilen bestehen, von denen
der eine Armteil fest mit dem anderen Hebelarm des Tastarmes verbunden ist und der
andere Armteil als Meßarm mit der am Meßrahmen angeordneten Meßeinrichtung verbunden
ist. Des weiteren kann ein Elektromagnet vorgesehen sein, welcher den Meßarm mit
dem Meßrahmen kuppelt.
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Die Kontakte können einen Anschlag zwischen dem festen Armteil und
dem Meßrahmen bilden.
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Die Meßeinrichtung kann vorteilhaft aus einer Meßuhr bestehen, die
über Ritzel, Hebel od. dgl. mit dem Meßarm verbunden ist und die ihre Nullstellung
einnimmt, wenn der Meßarm mit dem am Tastarn festen Armteil zusammen am Meßrahmen
anschlägt.
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Um schnell und sicher bei jedem Werkstück feststellen zu können,
ob bei ihm ein eventueller Schlag noch innerhalb der Toleranz liegt, kann nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung das freie Ende des Meßarmes einen elektrischen Kontakt
aufweisen, der in beiden Bewegungsrichtungen des Meßarmes mit am Meßrahmen angeordneten,
durch einen Nonius od. dgl. einstellbaren Gegenkontakten Kontakt gibt.
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Die einstellbaren Gegenkontakte können vorteilhaft in Gegenrichtung
federnd nachgiebig am Meßrahmen angelenkt sein.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann ein Schalter vorgesehen
sein, durch welchen der den Meßarm am Meßrahmen festhaltenden Elektromagnet abschaltbar
ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Meßarm in seiner Stellung jeweils dem Tastarm
entspricht, diesem also nachläuft, so daß die Meßuhr den jeweiligen Schlag anzeigt.
Die genaue Lage des Schlages kann dadurch festgestellt werden.
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Die Druckkraft der zwischen dem Tastarm und dem Meßrahmen angeordneten
Federn kann ferner geringer sein als die Kraft der Elektromagneten.
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Schließlich kann zwischen dem Meßrahmen und der Grundplatte eine
Feder angeordnet sein, die den Meßrahmen in Richtung des größten Schlages des Werkstückes
drückt In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
schematisch dargestellt.
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Die Vorrichtung zum Messen des Höhen- und/ oder Seitenschlages von
runden Werkstücken besteht im wesentlichen aus der Grundplattel, die festgespannt
werden kann, aus dem Meßrahmen 2 und aus dem als zweiarnmgen Hebel ausgebildeten
Tastarm 3, der mit der um die Achse 4 umlaufenden Tastrolle 5 versehen ist. Der
Meßrahmen 2 ist um die Achse 6 schwenkbar angeordnet, die an der Grundplatte 1 angeordnet
ist. Die sich an der Grundplatte 1 abstützende Druckfeder 7 drückt hierbei den Meßrahmen
2 in die dargestellte Lage schräg zur Längsachse der Grundplatte 1. Zwischen der
Grundplatte 1 und dem Meßrahmen 2 ist ferner um die Achse 6 schwenkbar der Tastarm
3 angeordnet, dessen der Tastrolle 5 entgegengesetzter Arm in zwei Armteile geteilt
ist.
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Davon ist der Armteil 8 mit dem Arm fest verbunden, der die Tastrolle
5 trägt, und der andere Armteil ist als Meßarm 9 ausgebildet und um die Achse 6
schwenkbar an dieser befestigt. Der Armteil 8 und der Meßarm 9 liegen in der Ausnehmung
10 des Meß rahmens 2. Im übrigen ist die Bewegung des Tastarmes 3 um die Achse 6
durch die in dem Meßrahmen 2 angeordnete Längsnut 11 gesichert. Innerhalb der Ausnehmung
10 des Meßrahmens 2 sind die Druckfedern 12, 13 angeordnet, von denen sich die Druckfeder
12 am Meßrahmen 2 abstützt und gegen den Armteil 8 des Tastarmes 3 drückt, während
die in Gegenrichtung drückende,ebenfalls amMeßrahmen 2 abgestützte Feder 13 gegen
den Meßarm 9 drückt.
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Die Feder 12 ist stärker als die Feder 13, so daß der Tastarm 3 und
der Meßarm in nicht betätigter Stellung der Vorrichtung die aus der Zeichnung ersichtliche
Lage zum Meßrahmen 2 einnehmen. Innerhalb der Ausnehmung 10 des Meßrahmens 2 ist
zwischen dem Armteil 8 und dem Meßrahmen 2 die
Kontaktfeder 14 angeordnet, deren
freies Ende 15 in der gezeichneten Stellung des Tastarmes 3 dicht vor dem am Armteil
8 angeordneten Kontakt 16 liegt, dem gegenüber am Meßrahmen 2 der Kontakt 17 angeordnet
ist. Berührt der Kontakt 16 das Ende 15 der Kontaktfeder 14, werden die am Meßrahmen
2 oberhalb der Achse 6 angeordneten Elektromagneten 18 in Betrieb gesetzt, derart,
daß der Meßrahmen 2 an der Grundplatte 1 festgehalten wird und ein Verschwenken
des Meßrahmens 2 gegenüber der Grundplatte 1 um die Achse 6 nur durch Überwinden
der Kraft der Elektromagneten 18 möglich ist.
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Berührt das Ende 15 derKontaktfeder 14 den Kontakt 17, wird der am
Meßrahmen 2 angeordnete Elektromagnet 19 über ein nicht dargestelltes Relais in
Betrieb genommen, dessen Wirkung sich gegen den Meßarm 9 richtet, derart, daß ein
Verschwenken des Meßarmes 9 um die Achse 6 gegenüber dem Tastarm 3 bzw. dessen Armteil
8 und gegenüber dem Meßrahmen 2 nur unter Überwindung der Kraft des Elektromagneten
19 möglich ist. Das nicht dargestellte Relais verhindert ein Stromloswerden des
Elektromagneten 19 beim öffnen der Kontakte 15, 17 und schaltet den Elektromagneten
19 erst beim öffnen der Kontakte 15, 16 ab.
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Über dem Ausschnitt 10 ist an dem Meßrahmen 2 die der Deutlichkeit
der Zeichnung halber strichpunktiert dargestellte Meßuhr 20 fest angeordnet, deren
Meßwerk durch nicht dargestellte Hebel, Ritzel u. dgl. mechanische Übertragungsglieder
mit dem Meßarm 9 derart verbunden ist, daß jeder Schwenklage des Meßarmes 9 im Verhältnis
zum Meßrahmen 2 eine bestimmte Stellung des Zeiger 21 der Meßuhr 20 entspricht.
Liegt der Kontakt 16 am Armteil 8 mit dem Ende 15 der Kontaktfeder 14 an dem Kontakt
17 an, steht der Zeiger 21 der Meßuhr 20 in Nullstellung 22.
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Auf der Meßuhr 20 befindet sich die grüne Signalleuchte 23 und die
rote Signalleuchte 24. Beide Signalleuchten werden durch den am Ende des Meßarmes
9 angeordneten Kontakt 25 und durch die beiderseits des Kontaktes 25 angeordneten
Kontaktstifte 26, 27 gesteuert. Die Kontaktstifte 26, 27 sind in Bohrungen des im
Meßrahmen 2 geführten Einstellteiles 28 angeordnet, der gegenüber dem Meßrahmen
2 mit Hilfe des Nonius 29 verschiebbar ist. Durch am Meßrahmen befestigte Kontaktfedern
30 werden die Kontaktstifte 26, 27 in Richtung des Kontaktes 25 gedrückt, bis deren
Köpfe 31, sofern es die Lage des Kontaktes 25 erlaubt, an dem Einstellteil 28 anliegen.
Bekommt der Meßarm 9 mit seinem Kontakt 25 Berührung mit dem Kontaktstift 26, dann
leuchtet die grüne Signalleuchte 23 an der Meßuhr 20 auf, und kommt der Kontakt
25 in Berührung mit dem Kontakt 27, dann leuchtet die rote Signalleuchte 24 auf.
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Beim Ansetzen der auf zulässigen Schlag zu prüfenden Felge 32 eines
Fahrzeugrades 33 an die beschriebene Meßvorrichtung, bzw. umgekehrt, wird der Tastarm
3 mit der Tastrolle 5 um die Achse 6 in Pfeilrichtung 34 gegen die Wirkung der Druckfeder
12 geschwenkt. Durch den Druck der Feder 13 folgt der Meßarm 9 dem Tastarm 3 bzw.
dessen Armteil 8.
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Der Meßrahmen 2 bleibt in seiner Stellung stehen, da die Druckfeder
7 stärker ist als die Druckfeder 12.
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Sobald der Tastarm 3 einen geringen Schwenkweg zurückgelegt hat,
trifft der Kontakt 16 an das Ende 15 der Kontaktfeder 14, und die Elektromagneten
18 sprechen an. Der Meßrahmen 2 wird damit an der
Grundplatte 1
magnetisch festgehalten. Wird der Tastarm 3 weiter in Pfeilrichtung 34 bewegt, schlägt
der Kontakt 16 mit dem Ende 15 der Kontaktfeder 14 an den Kontakt 17 an. Hierdurch
wird der Elektromagnet 19 erregt und der Meßarm 9 am Meßrahmen 2 festgehalten. Beim
Anschlagen des Kontaktes 16 an Kontakt 17 ist der Zeiger 21 der Meßuhr 20 auf die
Nullstellung 22 der Meßuhr gewandert. Gleichzeitig wird der Kontakt 25 am Meßarm
9 den Kontaktstift 26 berühren, so daß die grüne Signalleuchte 23 aufleuchtet, und
wird den Kontaktstift 26 gegen die Wirkung seiner Kontaktfeder 30 nach außen drücken.
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Der Abstand zwischen dem Kopf31 des Kontaktstiftes 26 und dem Einstellteil
28 ist beim Anschlagen des Kontaktes 16 an Kontakt 17 gleich dem am Nonius 29 eingestellten
Wert. Der Kontaktstift 27 ist gleichzeitig unter der Wirkung seiner Kontaktfeder
30 dem Kontaktstift 25 gefolgt, allerdings nur so weit, bis der Kopf 31 des Kontaktstiftes
27 am Einstellteil 28 anschlägt. Der verbleibende Abstand zwischen dem Kontaktstift
27 und dem Kontakt 25 ist gleich dem am Nonius 29 eingestellten Wert, wobei zur
Feststellung, ob der zulässige Schlag des Werkstückes überschritten wird, der eingestellte
Wert am Nonius 29 dem zulässigen Maximalschlag entspricht.
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Nachdem der Tastarm 3 bzw. sein Armteil 8 am Kontakt 17 angeschlagen
ist, wird bei einer Weiterbewegung des Tastarmes 3 in Pfeilrichtung 34 mit dem Tastarm
der Meßrahmen 2 gegen die Wirkung der Elektrornagneten 18 mitgenommen. Die Nullstellung
der Meßuhr bleibt bestehen. Erst dann, wenn der Tastarm 3 aus einer Stellung an
der Felge 32, in welcher er den geringsten Schlag anzeigt, durch die Feder 12 entgegen
der Pfeilrichtung 34 einen Schlag der Felge 32 folgt, wird der Meßarm 9 durch den
Armteil 8 des Tastarmes 3 gegen die Wirkung des Elektromagneten 19 und gegenüber
den magnetisch festgehaltenen Meßrahmen 2 verschwenkt. Dieses Verschwenken wird
auf die Meßuhr 20 übertragen, deren Zeiger 21 die Abweichung des Schlages vom geringsten
Schlag anzeigt. Beim Überschreiten der mit dem Nonins 29 eingestellten Schlagtoleranz
schlägt der Kopf 31 des Kontaktstiftes 26 an dem Einstellteil 28 an, gleichzeitig
öffnen die Kontakte 25 und 26, die bis dahin leuchtende grüne Signalleuchte 23 verlischt,
die Kontakte 25 und 27 sind gleichzeitig in Berührung gekommen, und die rote Signalleuchte
24 leuchtet auf.
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Nach Entfernen des Fahrzeugrades 33 vom Tastarm 3 geht dieser in
seine Ausgangsstellung zurück, die Kontakte 15 und 16 öffnen, wodurch die Elektromagneten
18 und 19 stromlos werden und der Meßrahmen 2 sich unter der Wirkung der Feder 7
an den Anschlag 35 an der Grundplatte 1 anlegt. Durch die Anordnung eines Schalters
in der den Elektromagneten 19 erregenden Leitung ist es möglich, diese Leitung zu
unterbrechen, so daß der Meßarm 9 nicht mehr von dem Elektromagneten 19 angezogen
wird.
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Der Meßarm 9 folgt damit genau dem Tastarm 3, und die Meßuhr 20 zeigt
den jeweiligen Schlag an, an dem sich der Tastarm 3 gerade befindet. Hierdurch ist
es möglich, die genaue Lage eines Schlages festzustellen.
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Infolge der in einer Richtung unabhängigen Anlenkung des Meßarmes
9 vom Tastarm 3 wird erreicht, daß der Meßarm 9 vom Armteil 8 des Tastarmes 3 entgegen
der Pfeilrichtung 34 verschwenkt werden kann, aber nicht mehr in Pfeilrichtung 34.
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Die Meßuhr 20 bleibt somit immer beim jeweils er-
reichten größten
Schlag des Werkstückes stehen, wenn dieses gedreht wird. Beim Überschreiten der
zulässigen Schlagtoleranz bleibt dann auch die rote Signalleuchte brennen.
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Anstatt an Fahrzeugrädern läßt sich die erfindungsgemäße Meßvorrichtung
natürlich auch an anderen runden Teilen mit Erfolg verwenden.