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Title:
CONTOUR GAGE HAVING A ROTATIONALLY SYMMETRICAL CALIBRATION REGION, USE OF THE GAGE AND METHOD FOR CALIBRATING AND/OR MONITORING A CONTOUR MEASURING INSTRUMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/149987
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a contour gage (10) which comprises a body (11) having a rotationally symmetrical calibration region (14). The rotationally symmetrical calibration region (14) has a plurality of non-cylindrical axial sections (17), which can be formed concavely or convexly as a radial protrusion (22) or as a radial depression (23), enclosing a predefined angle. Provided along the calibration region (14) is at least one measuring section (28) extending parallel to the longitudinal axis L of the body (11), which predefines both axial calibration variables Ii (i=1 to n) and radial calibration variables a, b. The values of said calibration variables a, b, Ii can be compared with the values sensed during calibration of the measuring instrument, and the measuring instrument can be adjusted on the basis of the deviations detected. The rotationally symmetrical calibration region (14) makes the contour gage (10) suitable both for the calibration of touch contour measuring instruments and also for the calibration of contour measuring instruments that measure optically.

Inventors:
KOEHLER THOMAS (DE)
WOLF GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/074004
Publication Date:
November 08, 2012
Filing Date:
December 23, 2011
Export Citation:
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Assignee:
CARL MAHR HOLDING GMBH (DE)
KOEHLER THOMAS (DE)
WOLF GERHARD (DE)
International Classes:
G01B21/04; G01B3/30
Foreign References:
FR2201453A11974-04-26
US5269067A1993-12-14
US4539753A1985-09-10
Attorney, Agent or Firm:
RÜGER, BARTHELT & ABEL (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Konturnormal (10) aus einem Körper (11) mit einem

rotationssymmetrischen Kalibrierbereich (14) zum

Kalibrieren und/oder Überwachen eines

Konturmessgerätes , mit mehreren nicht-zylindrische Axialabschnitten (17) im Kalibrierbereich (14) des Körpers (11), die wenigstens einen konkav ausgebildeten axialen

Konkavabschnitt (18), wenigstens einen konvex

ausgebildeten axialen Konvexabschnitt (19) und wenigstens einen axialen Prismaabschnitt mit einer im Längsschnitt durch den Körper (11) gesehen

dreieckförmigen Vertiefung (23) oder mit einem im Längsschnitt gesehen dreieckförmigen Radialvorsprung (22) aufweisen.

2. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten nicht¬ zylindrische Axialabschnitte (17) durch jeweils einen zylindrischen Verbindungsabschnitt (26) verbunden sind .

3. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche () des Kalibrierbereichs (14) im Konkavabschnitt (18) und/oder im Konvexabschnitt (19) in Richtung der Längsachse (L) des Körpers (11) gesehen entlang eines Kreisbogens verläuft.

4. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) an beiden axialen Enden jeweils ein zylindrisches Endstück (12, 13) aufweist.

5. Konturnormal nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zylindrischen Endstücke (12, 13) jeweils eine zylindrische

Umfangsflache aufweisen, die als Ausrichtfläche zum Ausrichten des Körpers (11) in Richtung einer

vorgegebenen Bezugsachse (B) dient.

6. Konturnormal nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (Dl) der beiden zylindrischen Endstücke (12, 13) größer ist als der Durchmesser aller axialen Abschnitte (17, 26) im Kalibrierbereich (14) .

7. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine

kalibrierte axiale Messstrecke (28) im

Kalibrierbereich (14) des Körpers (11) vorgegeben ist.

8. Konturnormal nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der wenigstens eine kalibrierten Messstrecke (28) durch eine

Markierung (29) am Körper (11) identifiziert werden kann .

9. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) aus einem einheitlichen Material frei von Verbindungs- oder Fügestellen hergestellt ist.

10. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) aus

Stahl, insbesondere chromhaltigem Stahl besteht.

11. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen

Verbindungsabschnitte (26) zur Bezugsbildung verwendet werden .

12. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass Maßbestimmungen innerhalb eines Geometrieelements in einem nicht-zylindrischen Axialabschnitt (17) und/oder durch Verknüpfung von mehreren Geometrieelementen erfolgen.

13. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) an beiden axialen Enden jeweils ein Haltemittel (30) zum Halten des Körpers (11) in einer Halteeinrichtung (31) aufweist .

14. Konturnormal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) durch ein spanabhebendes Verfahren hergestellt oder als Gussteil ausgeführt ist.

15. Konturnormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) gehärtet ist.

16. Verwendung des Konturnormals (10) nach einem der

vorhergehenden Ansprüche zum Kalibrieren eines taktil oder optisch messenden Konturmessgerätes.

17. Verfahren zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts,

- Bereitstellen eines Konturnormals (10) aus einem rotationssymmetrischen Körper (11) mit einem

Kalibrierbereich (14), der mehrere nicht-zylindrische Axialabschnitte (17) aufweist, die wenigstens einen konkav ausgebildeten axialen Konkavabschnitt (18), wenigstens einen konvex ausgebildeten axialen

Konvexabschnitt (19) und wenigstens einen axialen Prismaabschnitt (20, 21) mit einer im Längsschnitt gesehen dreieckförmigen Vertiefung (23) oder mit einem im Längsschnitt gesehen dreieckförmigen

Radialvorsprung (22) enthalten,

- Ausrichten des rotationssymmetrischen Körpers (11) mit seiner Längsachse (L) entlang einer Bezugsachse (B) ,

- Abtasten einer Kalibrierkontur (K) im

Kalibrierbereich (14) entlang einer axialen

Messstrecke (28),

- Vergleichen der erfassten Messwerte mit den

kalibrierten tatsächlichen Werten der Messstrecke (28) ,

- Einstellen des Konturmessgeräts, so dass die

Messwerte innerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs gegenüber den tatsächlichen Werten der Messstrecke (28) liegen.

Description:
Konturnormal mit rotationssymmetrischem Kalibrierbereich, Verwendung des Normals und Verfahren zum Kalibrieren und/oder Überwachen eines Konturmessgeräts

Die Erfindung betrifft ein Konturnormal, das zum Ka ¬ librieren eines Konturmessgerätes verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts.

In der Veröffentlichung „Grundlagen der Rückführung von Koordinatenmessgeräten" , Otto Jusko, Michal Neugebauer, PTB-Mitteilungen 117 (2007), Heft 4, Seite 354 sind verschiedene Normale und deren Verwendung beschrieben. Das Normal ist ein Prüfkörper, der zur Kalibrierung von Messgeräten für einen Anwender dient und eine einfach anzuwendende Möglichkeit darstellt, die SI-Einheit Länge in kalib ¬ rierter Form an andere Messgeräte weiterzugeben. Je nach Anwendung für verschiedene Messgeräte kommen dabei unter ¬ schiedliche Prüfkörper in Betracht. Das Konturnormal be ¬ zieht sich dabei auf ein Verfahren das in der VDI 2629 für Konturmessgeräte beschrieben ist. Die angestrebte Messunsi ¬ cherheit liegt bei einem Mikrometer für Abstände und ca. 0,1 Grad für Winkelelemente. Das Konturnormal ist als Plat ¬ te ausgestaltet, die eine Dicke von etwa 5 mm aufweist. An einer der Schmalseiten ist die definierte und kalibrierte Vergleichskontur eingebracht, die Kreisbögen und Winkel aufweist. Diese Konturen sind sowohl als Vertiefungen, wie auch als Vorsprünge ausgestaltet. Bei der Kalibrierung ei ¬ nes Konturmessgeräts wird diese Kontur abgetastet und auf ¬ grund der bekannten Längen und Winkel der Kontur das Konturmessgerät kalibriert.

In dem genannten Artikel der PTB wird weiterhin als Alternative ein Konturtransfernormal beschrieben. Dies weist eine Vollkugel und ein Prisma auf, die von einem Trä ¬ ger gehalten werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Präzisionskugeln aus Keramik und ein Zero- durprisma vorhanden, die auf einem Träger aus Invar angeordnet sind.

Zur Rückführung von eindimensionalen Koordinatenmess- geräten werden auch sogenannte Vergrößerungsnormale verwen ¬ det, beispielsweise ein Wellennormal oder ein Flick. Dabei handelt es sich um Normale mit gezielt verkörperter Formab ¬ weichung. Mit diesen Vergrößerungsnormalen soll die Signalübertragungskette im Messgerät überprüft und kalibriert werden. Beim Wellennormal sind dabei eine oder mehrere har ¬ monische Wellen auf der Außenseite vorgesehen, die dazu dienen die Höhe der Amplituden in der Signalverarbeitung des Messgeräts zu prüfen und zu kalibrieren. Demgegenüber werden beim Flick Rundheitsabweichungen ausgewertet. Solche harmonischen Wellen können gemäß DE 10 2005 042 278 B4 auch auf der Mantelfläche eines Zylinders vorgesehen sein.

Das bisher zur Kalibrierung von Konturmessgeräten verwendete Konturnormal ist bei der tastenden Abweichungen ei ¬ nem gewissen Verschleiß an der Schmalseite unterworfen, so dass die Lebensdauer des Konturnormals begrenzt ist. Auch hat sich herausgestellt, dass das bisher verwendete Kontur ¬ normal nicht für optische Konturmessgeräte geeignet ist. Solche optischen Konturmessgeräte arbeiten beispielsweise im Durchlichtverfahren . Dieses Verfahren erfordert das Ausrichten der Schmalseite mit der Kalibrierkontur des Konturnormals exakt parallel zur Ausbreitungsrichtung der Licht ¬ strahlen. Ein „Verkanten" der Konturnormalplatte erzeugt unerwünschte Störungen in der Messung, das die Lichtstrahlen auf die Schmalseite auftreffen, was dazu führt, dass die Kalibrierkontur nicht genau gemessen werden kann. Das fehlerfreie Ausrichten der Platte ist in der Praxis nahezu unmöglich und zumindest unwirtschaftlich, da kein Bewertungskriterium gegeben ist, wann die Schmalseite exakt pa ¬ rallel zum Strahlengang ausgerichtet ist. Für das Kalibrie ¬ ren eines Messgeräts wäre ein solches Bewertungskriterium allerdings notwendig. Eine Abhilfe könnte darin bestehen, das plattenförmige Konturnormal für die optischen Kontur ¬ messgeräte deutlicher dünner auszugestalten, so dass die Dicke des Konturnormals im Lichtweg vernachlässigbar klein wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Konturnormal da ¬ durch zu instabil wird und wiederum Unsicherheiten bei der Kalibrierung mit sich bringt.

Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Konturnormal bereit zu stellen, das sich zur Kalibrierung sowohl für taktile, als auch für optische Konturmessgeräte eignet.

Diese Aufgabe wird durch ein Konturnormal mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Das Konturnormal besteht aus einem zumindest in einem Kalibrierbereich rotationssymmetrischen Körper, der insbesondere ohne Füge- oder Verbindungsstellen aus einem einheitlichen Material besteht und sozusagen einstückig hergestellt ist. Vorzugsweise wird der Körper aus Stahl, beispielsweise Edelstahl hergestellt. Zur Herstellung kann ein spanabhebendes CNC-Verfahren eingesetzt werden, um die erforderliche Genauigkeit zu errei ¬ chen. Es ist alternativ auch möglich, den Körper für Kalibrieranwendungen mit geringeren Genauigkeitsanforderungen als Gussteil auszuführen, was eine deutliche kostengünsti ¬ gere Herstellung ermöglicht. Der Körper ist vorzugsweise gehärtet, um den Verschleiß zu minimieren.

Der Körper weist einen rotationssymmetrischen Kalibrierbereich auf, der mehrere nicht-zylindrische Axialab- schnitte aufweist. Durch diese Axialabschnitte sind Geomet ¬ rieelemente gebildet, die unterschiedliche Maßbestimmungen ermöglichen. Solche Maßbestimmungen können anhand eines Geometrieelements in einem nicht-zylindrischen Axialabschnitt , z.B. ein Radius, und/oder durch Verknüpfung von mehreren Geometrieelementen, z.B. Winkelmaße, Abstände, Durchmesser, erfolgen. Diese Axialabschnitte umfassen zumindest einen Konkavabschnitt, einen Konvexabschnitt und einen Prismaabschnitt. Der Konkavabschnitt stellt eine kon ¬ kave Vertiefung in der Mantelfläche dar. Der Konvexab ¬ schnitt bildet einen konvexen Vorsprung. Vorzugsweise sind der Konkavabschnitt und/oder Konvexabschnitt gekrümmt und kantenlos ausgeführt. Der Prismaabschnitt weist eine im Längsschnitt durch den Körper gesehen dreieckförmige Ver ¬ tiefung oder einen im Längsschnitt dreieckförmigen Radialvorsprung auf. Dadurch wird sozusagen ein prismaförmiger Vorsprung oder eine prismaförmige Vertiefung mit einem vorgegebenen Winkel gebildet. In axialer Richtung entlang der Mantelfläche im Kalibrierbereich des Körpers sind eine oder in Umfangsrichtung beabstandet mehrere kalibrierte Mess ¬ strecken vorhanden. Bei den kalibrierten Messstrecken handelt es sich um explizit am Prüfkörper vermessene Konturen. Diese Messstrecken können dann zur Messung durch ein zu kalibrierendes Konturmessgerät vermessen werden, wobei die Messergebnisse mit den tatsächlichen Werten entlang der Messstrecke verglichen und somit die Kalibrierung des Konturmessgeräts ermöglicht wird.

Durch die rotationssymmetrische Form des Kalibrierbe ¬ reichs mit der Messstrecke kann dieser sehr einfach mit seiner Längsachse entlang einer Bezugsachse ausgerichtet werden und sowohl für die taktile Konturmessung, als auch für die optische Konturmessung im Durchlichtverfahren verwendet werden. Wegen der rotationssymmetrischen Form ist der Kalibrierbereich des Körpers stets korrekt gegenüber der Richtung der Lichtstrahlen im Strahlengang ausgerichtet. Dadurch kann auch das Kalibrieren von optischen Konturmessgeräten einfach und wirtschaftlich durchgeführt werden. Dies ist mit den bisher bekannten plattenförmigen Konturnormalen nicht möglich. Die beschriebene Form der Mantelfläche im Kalibrierbereich ermöglicht das Kalibrieren des Konturmessgeräts in Bezug auf Längen in radialer Rich ¬ tung und in axialer Richtung. Es sind somit Kalibrierungen in zwei Koordinatenrichtungen möglich.

Es ist von Vorteil, wenn die benachbarten nicht ¬ zylindrischen Axialabschnitte durch jeweils einen zylindrischen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Da ¬ durch sind in axialer Richtung gesehen im Kalibrierbereich der Anfang sowie das Ende eines nicht-zylindrischen Axialabschnitts eindeutig definiert. Die zylindrischen Verbin ¬ dungsabschnitte können beispielsweise auch zur Bezugsbil ¬ dung verwendet werden. Zum Beispiel kann aus der Messung eines Kreisbogens der Kreismittelpunkt bestimmt und dessen Abstand zu der Außen- oder Mantelfläche des zylindrischen Verbindungsabschnitts ermittelt werden. Dieser Abstand kann als Maß zur Kalibrierung bzw. Überwachung des Konturmessgeräts dienen.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Kontur der Mantelfläche des Körpers im Konkavabschnitt und/oder im Kon ¬ vexabschnitt in Axialrichtung gesehen den Verlauf eines Kreisbogens aufweist. In Axialrichtung gesehen folgt die Kontur des Konkavabschnitts bzw. des Konvexabschnitts damit einem Kreisbogen mit einem vorgegebenen Radius. Es ist einfach, das Konturmessgerät anhand solcher Kreisbögen zu ka ¬ librieren. Außerdem werden in der Praxis häufig kreisbogenförmige Konturen gemessen, so dass die Kalibrierung einer häufigen praktischen Anwendung entspricht, so dass sich aus der Kalibrierung Rückschlüsse auf die Genauigkeit des Kon- turmessgeräts bei praktischen Aufgaben ziehen lassen.

Angrenzend an den Kalibrierbereich weist der Körper an beiden axialen Enden jeweils ein im Wesentlichen zylindrisches Endstück auf. Eine zylindrische Umfangsflache bzw. Zylindermantelfläche der Endstücke kann dabei zum Ausrich ¬ ten des Körpers verwendet werden. Durch Messen der Position der Umfangsflachen an mehreren in Umfangsrichtung und axial beabstandeten Stellen, zum Beispiel an den beiden Umfangs- flächen der Endstücke, lässt sich sehr einfach die Längsachse in exakte Übereinstimmung mit einer Bezugsachse bringen. Aufgrund der rotationssymmetrischen Form des Kalibrierbereichs, der die Kalibrierkontur definiert, reicht diese Art der Ausrichtung aus und es kann mit dem und Ka ¬ librieren des Konturmessgeräts begonnnen werden.

Vorzugsweise ist der Durchmesser der beiden Endstücke größer als der maximale Durchmesser des Kalibrierbereichs zwischen den beiden Endstücken. Auf diese Weise wird die zur Kalibrierung dienende Kontur im Kalibrierbereich vor Beschädigungen geschützt, wenn der Körper auf einer Fläche abgelegt wird. Es ist dabei auch möglich an den Endstücken an einer oder mehreren Stellen einen Radialvorsprung vorzusehen, so dass beim Ablegen des Körpers auf einer schräge Fläche das Wegrollen verhindert oder zumindest begrenzt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die beiden Durch ¬ messer der zylindrischen Endstücke gleich groß.

Der Körper kann an einer Stelle eine Markierung aufweisen, die gegenüber der wenigstens einen kalibrierten Messstrecke eine definierte Lage aufweist, so dass der An ¬ wender sehr einfach die kalibrierte Messstrecke im Kalib ¬ rierbereich auffinden und verwenden kann. Bei einer bevorzugten Aus führungs form weist der Körper an seinen beiden axialen Enden jeweils ein Haltemittel zum Halten des Körpers in einer Halteinrichtung auf. Als Haltemittel dient beispielsweise eine Zentrierbohrung, die ko ¬ axial zur Längsachse des Körpers eingebracht ist. Die Zent ¬ rierbohrung verjüngt sich zu ihrem inneren geschlossenen Ende hin. Die Verjüngung kann beispielsweise konisch sein oder vorzugsweise durch eine konvex ballige Bohrungsum- fangsfläche gebildet sein. Durch eine sich verjüngende Zentrierbohrung kann der Körper sehr leicht über jeweils einen zugeordneten Zentrierdorn einer Halteeinrichtung aufgenommen und gegenüber einer Bezugsachse ausgerichtet wer ¬ den .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. In der Beschreibung wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus führungs formen erläutert. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfin ¬ dung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausfüh ¬ rungsbeispiels eines Konturnormals,

Figur 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Kon ¬ turnormals aus Figur 1 in schematischer Seitenansicht, so ¬ wie eine Prinzipdarstellung des Ausrichtens des Konturnormals gegenüber einer Bezugsachse,

Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Konturnormals, und

Figur 4 einen Querschnitt durch das Konturnormal aus Figur 3 gemäß der Schnittlinie IV- IV. Figur 1 zeigt ein Konturnormal 10, das aus einem Kör ¬ per 11 besteht. Der Körper 11 ist aus einem einheitlichen Material, vorzugsweise einem chromhaltigen Stahl durch ein spanabhebendes numerisch gesteuertes Verfahren, wie etwa Drehen hergestellt. Alternativ hierzu könnte der Körper 11 auch als Gussteil ausgeführt sein, wenn an das Konturnormal zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts geringere Anforde ¬ rungen gestellt werden.

Der Körper 11 weist zwischen einem axialen ersten Endstück 12 und einem am axial entgegengesetzten Ende des Körpers 11 vorgesehenen zweiten Endstück 13 einen Kalibrierbereich 14 auf. Zumindest im Kalibrierbereich 14 ist der Körper 11 rotationssymmetrisch ausgestaltet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Körper 11 vollständig rotationssymmetrisch ausgeführt.

Die beiden Endstücke 12, 13 sind zylindrisch kontu- riert und weisen beide einen ersten Durchmesser Dl auf, der größer ist als der maximale Durchmesser des Körpers 11 im Kalibrierbereich 14. Dadurch wird die Kontur des Körpers 11 im Kalibrierbereich 14 beim Ablegen des Körpers 11 auf eine Fläche vor Beschädigungen geschützt. Der Körper liegt nur mit seinen beiden Endstücken 12, 13 auf der Fläche auf.

Im Kalibrierbereich 14 sind mehrere nicht-zylindrische Axialabschnitte 17 mit einer definierten Kontur zur Kalibrierung des Konturmessgeräts vorgesehen. Jeder nicht ¬ zylindrische Axialabschnitt 17 bildet sozusagen ein Geomet ¬ rieelement, beispielsweise eine im Längsschnitt kreisbogen ¬ förmige oder dreieckförmige Vertiefung, einen im Längs ¬ schnitt kreisbogenförmigen oder dreieckigen Vorsprung oder dergleichen. Die nicht-zylindrischen Axialabschnitte 17 umfassen beispielsgemäß wenigstens einen Konkavabschnitt 18, wenigstens einen Konvexabschnitt 19, wenigstens einen radi- al vorspringenden Prismaabschnitt 20, sowie wenigstens ei ¬ nen als Radialvertiefung ausgeführten, rückspringenden Prismaabschnitt 21 auf. Die Prismaabschnitte 20, 21 sind im Längsschnitt durch den Körper 11 gesehen als dreieckförmige Radialvorsprünge 22 bzw. dreieckförmige Vertiefungen 23 ausgestaltet. Die Spitze des Radialvorsprungs 22 bzw. der Radialvertiefung 23 weist einen vorgegebenen Kalibrierwinkel von beispielsgemäß 90° auf. Es versteht sich, dass in Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel an verschiedenen Radialvorsprüngen 22 bzw. Radialvertiefungen 23 auch unterschiedlich große Kalibrierwinkel vorgegeben sein können .

In axialer Richtung entlang der Längsachse L des Körpers 11 verläuft die Kontur der Konkavabschnitte 18 sowie der Konvexabschnitte 19 entlang eines Kreisbogens mit einem vorgegebenen ersten Radius Rl bzw. einem vorgegebenen zweiten Radius R2. Beim Ausführungsbeispiel sind jeweils ein Konvexabschnitt 19 und jeweils ein Konkavabschnitt 18 vor ¬ handen, deren Kontur dem Kreisbogen mit erstem Radius Rl und mit zweitem Radius R2 folgt.

Die nicht-zylindrischen Axialabschnitte 17 sind bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel durch jeweils einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 im Kalibrierbe ¬ reich 14 miteinander verbunden. Des Weiteren sind endseiti- ge Verbindungsabschnitte 26 vorgesehen, die jeweils an ei ¬ nes der beiden Endstücke 12, 13 unmittelbar angrenzen. Die nicht-zylindrischen Abschnitte 17 definieren radiale Kalibriergrößen a, b gegenüber dem zweiten Durchmesser D2, wobei der Durchmesser der Axialabschnitten 17 um die radiale Kalibriergröße a, b größer oder kleiner ist. Der Betrag und die Anzahl der radialen Kalibriergrößen a, b kann variieren. Beim Ausführungsbeispiel weisen jeweils ein Konkavab ¬ schnitt 18, ein Konvexabschnitt 19 und ein Prismaabschnitt 20 betragsmäßig dieselbe radiale Kalibriergröße a oder b auf .

Außerdem definiert der Kalibrierbereich 14 axiale Ka ¬ libriergrößen Ii mit i = 1 bis n. Die Anzahl n der axialen Kalibriergrößen ist beim Ausführungsbeispiel um 1 kleiner, als die Anzahl der nicht-zylindrischen Axialabschnitte 17.

Entlang der Längsachse L ist im Kalibrierbereich 14 bzw. auf der Mantelfläche 27 des Körpers 11 im Kalibrierbe ¬ reich 14 eine Messstrecke 28 ausgemessen, deren Messwerte dem Konturnormal 10 zugeordnet sind. Vorzugsweise sind im Kalibrierbereich 14 mehrere solcher Messstrecken 28 in Um- fangsrichtung beabstandet voneinander vorhanden, beispielsweise alle 45° oder alle 90°. Die Messwerte zu jeder Mess ¬ strecke 28 werden dem Konturnormal 10 zugeordnet und bei ¬ spielsweise in Form einer Dokumentation für den Anwender beigefügt. Über wenigstens eine Markierung 29 am Körper 11 kann der Anwender die Lage der wenigstens einen Messstrecke 28 exakt bestimmen. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist am ersten Endstück 12 ein Strich und/oder eine Kerbe oder eine andere optische Markierung 29 angebracht, wobei beispielsgemäß die axiale Messstrecke 28 in Umfangs- richtung auf Höhe der Markierung 29 verläuft. Eine Markie ¬ rung 29 ist ausreichend, um alle möglicherweise im Kalib ¬ rierbereich 14 vorhandenen Messstrecken 28 in ihrer Lage genauer zu definieren. Es versteht sich, dass zum vereinfachten Auffinden der Messstrecken auch alle Messstrecken 28 durch eine separate Markierung 29 gekennzeichnet werden können .

An seinen beiden axialen Enden weist der Körper 11 jeweils ein Haltemittel 30 auf, damit der Körper 11 bzw. das Konturnormal 10 in einer Halteeinrichtung 31 des Konturmessgeräts gehalten werden kann. Als Haltemittel 33 dient beim Ausführungsbeispiel eine sich vom axialen Ende nach innen hin verjüngende Zentrierbohrung 32. Beim Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Zentrierbohrung 32 entlang einer gekrümmten Bohrungswand, deren Krümmung durch einen Radius bestimmt ist, bis zu einem inneren zylindrischen Endbereich 33. Alternativ hierzu könnte die Verjüngung der Zentrierbohrung 32 auch konisch ausgeführt sein. Zur Halteeinrichtung 31 gehören zwei Haltedorne 34, die jeweils einer Zent ¬ rierbohrung 31 zugeordnet sind und sich von einer Spitze ausgehend konisch erweitern. Die Haltedorne 34 können axial in die jeweils zugeordnete Zentrierbohrung 32 eingesteckt werden und das Konturnormal 10 dadurch aufnehmen. Auf diese Weise ist eine exakte Lagerung und eine einfache Ausrich ¬ tung des Körpers 11 entlang einer Bezugsachse B möglich.

Zumindest eines der beiden Endstücke 12 kann eine axi ¬ ale Länge aufweisen, die in etwa der axialen Länge des Ka ¬ librierbereichs 14 entspricht, was anhand von Figur 2 zu erkennen ist.

In Figur 2 ist eine abgewandelte Form der beiden End ¬ stücke 12, 13 dargestellt, wobei diese nicht rotationssym ¬ metrisch ausgestaltet sind. Die Endstücke 12, 13 weisen ei ¬ ne oder mehrere radiale Vorsprünge auf, um die Endstücke 12, 13 zumindest in diesem Bereich unrund auszugestalten. Dadurch kann verhindert werden, dass der auf einer schrägen Fläche abgelegte Körper 11 versehentlich wegrollt und beim Herunterfallen die exakte Kontur des Kalibrierbereichs 14 beschädigt wird. Beispielsweise können im Querschnitt gese ¬ hen polygonale Bereiche oder Scheiben 35 an den beiden Endstücken 12, 13 ausgebildet sein, wie dies in Figur 2 gestrichelt dargestellt ist.

In Fig. 2 ist das Ausrichten des Konturnormals 10 stark schematisiert veranschaulicht. Bei dem Ausrichten dienen die Umfangsflachen 40 der beiden Endstücke 12, 13 als Ausrichtflächen zum Ausrichten des Körpers 11. Durch Antasten der Umfangsflächen 40, beispielsweise mit taktilen Taststiften 41 an mehreren Stellen in Umfangsrichtung um die Längsachse L können Abweichungen zwischen der Lage der Längsachse L des Körpers 11 und einer Bezugsachse B festge ¬ stellt werden. Die Ausrichtung des Körpers 11 kann dann korrigiert und den Übereinstimmungen mit der Bezugsachse B gebracht werden. Eine solche Ausrichtung kann sehr schnell und einfach erfolgen. Wegen des rotationssymmetrisch ausgestalteten Kalibrierbereichs 14 kann die Messstrecke 28 enthaltende Kalibrierkontur K sehr einfach durch Drehen des Körpers 11 in die gewünschte Drehlage eingestellt werden. Das Konturnormal 10 lässt sich auch sehr einfach für optisch messende Konturmessgeräte einsetzen. Der gekrümmte Kalibrierabschnitt 14 hat in jeder Drehlage dieselbe Kontur in Richtung des Lichtstrahlen gesehen. An seiner obersten Konturlinie hat er einen linienförmigen Scheitel, der die Kalibrierkontur K bildet. Diese Form des Kalibrierbereichs 14 verursacht keine optischen Störungen, die zu Messunge- nauigkeiten führen. Die neben die Kalibrierkontur K auf den Körper 11 auftreffenden Lichtstrahlen werden vom Empfänger weg reflektiert und/oder abhängig von der Oberfläche auch absorbiert und stören die optische Messung nicht. Bei der Kalibrierung eines taktilen Messgeräts kann der Körper 11 mehrere in Umfangsrichtung beabstandete kalibrierte Mess ¬ strecken 28 aufweisen, so dass das Konturnormal 10 auch dann weiter verwendet werden, wenn eine der Messstrecken 28 durch häufigen Gebrauch einem Verschleiß unterworfen ist und keine verlässlichen Kalibrierergebnisse mehr gewähr ¬ leistet .

Zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts wird das Kon ¬ turnormal in die Halteeinrichtung 31 des Konturmessgeräts eingespannt und die Längsachse L in Bezug auf eine Be- zugsachse D ausgerichtet. Anschließen wird die Kalibrier ¬ kontur K taktil oder optisch abgetastet. Die durch die Ab ¬ tastung erfassten Messwerte der Kalibrierkontur K werden mit den dem Konturnormal 10 entlang der gemessenen Messstrecke 28 erfassten tatsächlichen Werte der Messstrecke 28 verglichen. Im Falle einer Abweichung zwischen den gemessenen Werten und den tatsächlichen Werten, die außerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs für das Konturmessgerät liegt, kann das Konturmessgerät justiert werden, um die Ab ¬ weichung zu reduzieren. Der Vorgang wird solange wiederholt, bis die abgetasteten Messwerte mit den tatsächlichen Konturwerten entlang der Messstrecke 28 übereinstimmen oder zumindest innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs liegen.

In Figur 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Konturnormals 10 veranschaulicht. Der grundsätzliche Aufbau entspricht dem zuvor beschriebenen Konturnormal 10 gemäß der Figuren 1 und 2, so dass auf die vorstehende Be ¬ schreibung verwiesen werden kann. Nachfolgend werden Unterschiede gegenüber den zuvor beschriebenem Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Markierung 29 am Körper 11 zum Auffinden der wenigstens einen Messstrecke 28 ist bei dem in Figur 3 ge ¬ zeigten Ausführungsbeispiel als sogenannter Flick 45 ausge ¬ führt. Der Flick 45 ist an dem zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 vorgesehen, der unmittelbar an eines der beiden Endstücke 12, 13 und vorzugsweise an das zweite Endstück 13 mit geringerer axialer Länge anschließt. Der Flick 45 ist durch eine Abflachung an dem zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 ausgeführt, wie dies insbesondere in Figur 4 zu erkennen ist. Die Abflachung hat gegenüber der zylindrischen Mantelfläche des zylindrischen Verbindungsabschnitts 26 in Umfangsrichtung gesehen mittig einen maximalen Abstand t von etwa 1 mm zur Mantelfläche. Der Flick 45 ist durch eine rechteckförmige plane Fläche gebildet. Er lässt sich durch eine Anlastung in Umfangsrichtung um die Längsachse L sehr genau antasten, so dass eine exakte Lagebe ¬ stimmung der wenigstens einen Messstrecke 28 möglich ist.

Ein weiterer Unterschied des in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiels gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 besteht darin, dass im Anschluss an den auf das zweite Endstück 13 folgenden zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 ein zylindrischer Ring 46 angeordnet ist. Der zylindrische Ring 46 weist einen dritten Durchmesser D3 auf, der größer ist als der zweite Durchmesser D2 der zylindrischen Verbindungsabschnitte 26 und kleiner als der erste Durchmesser Dl der beiden Endstücke 12, 13. An den zylindrischen Ring schließt sich auf beiden Seiten jeweils ein zylindrischer Verbindungsabschnitt 26 mit dem zweiten Durchmesser D2 an. Somit ist an dem zylindrischen Ring 46 im Übergang zu jedem der beiden zylindrischen Verbindungsabschnitte 26 jeweils eine radial zur Längsachse L des Kör ¬ pers 11 verlaufende ringförmige Flanke 47 gebildet.

Die beiden Flanken 47 am zylindrischen Ring 46 dienen zum Antasten des Rings 46 von beiden Axialseiten her, um die axiale Länge des Rings 46 zu bestimmen. Dabei erfolgt das Antasten an den Flanken 47, die gegenüber der jeweils angrenzenden Fläche des zylindrischen Verbindungsabschnitts 26 radial vorspringen. Der zylindrische Ring 46 dient mit ¬ hin zum Kalibrieren bei der Messung einer Axiallänge an einem Radialvorsprung.

Das in Figur 3 dargestellte Konturnormal 10 weist so ¬ zusagen auch ein Gegenstück zum zylindrischen Ring 46 auf. Im Anschluss an den zylindrischen Verbindungsabschnitt 26, der an das erste Endstück 12 anschließt, ist eine ringför ¬ miger Nut 50 vorgesehen, der eine im Querschnitt rechteck- förmige oder quadratische Gestalt aufweist. An die Nut 50 schließt sich axial an beiden Seiten jeweils ein zylindrischer Verbindungsabschnitt 26 an. Durch die Nut 50 sind zwei Nutflanken 51 gebildet, die radial zur Längsachse L des Körpers 11 verlaufen. Über die beiden Nutflanken 51 kann die axiale Länge der Nut 50 durch Antasten bestimmt werden. Die Nutflanken 51 und die Nut 50 dienen beim Konturnormal 10 mithin dazu, die Kalibrierung für die Messung einer axialen Länge einer Nut bzw. einer nutartigen Vertiefung durchzuführen.

Darüber hinaus kann eine der Nutflanken 47, 51 als Startpunkt für eine automatisch ablaufende taktile Kontur ¬ messung genutzt werden.

Abgesehen von den Beschriebenen Unterschieden kann das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel wie die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Aus führungs formen des Konturnormals 10 ausgestaltet sein.

Die Erfindung betrifft ein Konturnormal 10 das aus einem Körper 11 mit einem rotationssymmetrischen Kalibrierbereich 14 besteht. Im rotationssymmetrischen Kalibrierbereich 14 weist der Körper 11 mehrere nicht-zylindrische Axialab ¬ schnitte 17 aufweist, die konkav, konvex, unter Bildung ei ¬ nes vorgegebenen Winkels als Radialvorsprung 22 oder als Radialvertiefung 23 ausgeführt sein können. Entlang des Kalibrierbereichs 14 ist wenigstens eine parallel zur Längs ¬ achse L des Körpers 11 verlaufende Messstrecke 28 vorgese ¬ hen, die sowohl axiale Kalibriergrößen Ii, mit i=l bis n, als auch radiale Kalibriergrößen a, b vorgibt. Die Werte dieser Kalibriergrößen a, b, Ii können beim Kalibrieren eines Messgeräts mit den abgetasteten Werten verglichen und das Messgerät auf Basis der festgestellten Abweichung justiert werden. Wegen des rotationssymmetrischen Kalibrierbe- reiches 14 eignet sich das Konturnormal 10 sowohl für die Kalibrierung von taktil, als auch für die Kalibrierung von optisch messenden Konturmessgeräten.

Bezugs zeichenliste :

10 Konturnormal

11 Körper

12 erstes Endstück

13 zweites Endstück

14 Kalibrierbereich

17 nicht-zylindrischer Axialabschnitt

18 Konkavabschnitt

19 Konvexabschnitt

20 vorspringender Prismaabschnitt

21 rückspringender Prismaabschnitt

22 Radialvorsprung

23 Radialvertiefung

26 Verbindungsabschnitt

27 Mantelfläche

28 Messstrecke

29 Markierung

30 Haltemittel

31 Halteeinrichtung

32 Zentrierbohrung

33 Endbereich der Zentrierbohrung

34 Haltedorn

35 Scheibe

40 Umfangsflache

41 Taststift

45 Flick

46 zylindrischer Ring

47 Flanke

50 Nut Kalibrierwinkel a, b radiale Kalibriergröße

Dl erste Durchmesser

D2 zweiter Durchmesser

D3 dritter Durchmesser

B Bezugsachse

K Kalibrierkontur

L Längsachse

Ii axiale Kalibriergröße

Rl erster Radius

R2 zweiter Radius t Abstand