Gewindelehrdorn, Gewindelehre und Verfahren zur Prüfung eines Gewindeprüflings auf Über- und Untermaß

Die Erfindung betrifft die Qualitätskontrolle eines Gewindes. Derartige Prüfungen sind bei Schraubverbindungen erforderlich, die besondere Anforderungen erfüllen müssen, und werden beispielsweise nach der mechanischen Fertigung eines Gewindes durchgeführt. Auch nach chemischen oder elektrochemischen

Oberflächenbehandlungen sowie Härtebehandlungen können Gewinde an Bauteilen ihre Maßhaltigkeit verändern, so dass diese Gewinde nachgeprüft werden müssen. Bei den Gewindeprüflingen handelt es sich beispielsweise um Muttergewinde (Innengewin- de) oder Bolzengewinde (Außengewinde) .

Aus dem Dokument "Grenzlehre", erhältlich im Internet am 26.06.2015 unter https://de.wikipedia.org/wiki/Grenzlehre, ist bekannt, in einem ersten Schritt einen Gewindelehrdorn von Hand oder automatisch in ein Muttergewinde einzudrehen, um zu prüfen, ob das Gewinde kein Untermaß hat. In einem zweiten Schritt wird versucht, einen Lehrdorn mit Übermaß einzudrehen, um zu prüfen, ob das Gewinde kein Übermaß hat. Analog kann eine Prüfung von Bolzengewinden mit Gewinde- Lehrringen erfolgen. Weiterhin kann das Mutter- oder Bolzengewinde auch mit einer Schnabel- bzw. Außenlehre gemessen werden .

Durch die vorliegende Erfindung sollen ein Gewindelehrdorn, eine Gewindelehre und ein Verfahren zur Prüfung eines Gewindeprüflings auf Über- und Untermaß geschaffen werden, welche eine Alternative zum Stand der Technik bereitstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gewindelehr- dorn gelöst,

mit einem Außengewinde an einem ersten Ende,

dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindelehrdorn in axialer Richtung eine Gasdurchführung, insbesondere eine Hohlbohrung, aufweist, welche zentrisch aus dem ersten Ende austritt, oder

eine in axialer Richtung nicht durchgängige Gasdurchführung aufweist, welche radial zwischen Windungen des Außengewindes austritt.

Diese Aufgabe wird weiterhin durch eine Gewindelehre gelöst, mit einem Innengewinde an einem ersten Ende,

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Ende ein Ende einer Hülse ist, welche in axialer Richtung eine Gasdurchführung aufweist, wobei die Gas ^¬ durchführung an einem zweiten Ende der Hülse mit einer Gasversorgung luftdicht verbindbar ist. ese Aufgabe wird ferner durch dadurch gelöst, dass

der Gewindelehrdorn in den Gewindeprüfling eingeschraubt wird, wobei ein Untermaß des Gewindeprüflings anhand eines erforderlichen Drehmoments für das Einschrauben geprüft wird,

ein an die Gasdurchführung des Gewindelehrdorns ange ^¬ schlossenes Gasvolumen auf einen vorgegebenen Druck gebracht wird, und

ein Druckabfall in einem vorgegebenen Zeitraum oder ein Zeitraum für einen vorgegeben Druckabfall gemessen und mit einem Schwellwert verglichen wird, wodurch ein Übermaß des Gewindeprüflings geprüft wird. ese Aufgabe wird weiterhin durch dadurch gelöst, dass die Gewindelehre auf den Gewindeprüfling aufgeschraubt wird, wobei ein Untermaß des Gewindeprüflings anhand eines erforderlichen Drehmoments für das Aufschrauben geprüft wird,

ein an die Gasdurchführung der Gewindelehre angeschlosse ^¬ nes Gasvolumen auf einen vorgegebenen Druck gebracht wird, und

ein Druckabfall in einem vorgegebenen Zeitraum oder ein Zeitraum für einen vorgegeben Druckabfall gemessen und mit einem Schwellwert verglichen wird, wodurch ein Übermaß des Gewindeprüflings geprüft wird.

Die im Folgenden genannten Vorteile müssen nicht notwendiger- weise durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs erzielt werden. Vielmehr kann es sich hierbei auch um Vorteile handeln, welche lediglich durch einzelne Ausführungsformen, Varianten oder Weiterbildungen erzielt werden. Der Gewindelehrdorn, die Gewindelehre und das Verfahren bieten den Vorteil, dass eine vollständige Prüfung eines Gewin ^¬ deprüflings auf Über- und Untermaß in einem Arbeitsschritt erfolgen kann. Gegenüber Messungen mit herkömmlichen Lehrdornen und Lehrringen wird ein Arbeitsschritt eingespart. Wei- terhin werden elliptische Gewinde erkannt. Fehlmessungen, welche im Stand der Technik durch versehentliches Verkanten einer Schnabel- oder Außenlehre bedingt sein können, werden ausgeschlossen . Gemäß einer Ausführungsform wird ein Gewindelehrdorn geschaffen,

bei dem das Außengewinde durch eine den Gewindelehrdorn tangential umlaufende Nut unterbrochen wird, wobei zwi ^¬ schen der Nut und dem ersten Ende insbesondere zwei, drei oder vier Windungen verbleiben, und

bei dem die Gasdurchführung radial aus der Nut austritt.

In einer Weiterbildung ist der Gewindelehrdorn, bei dem die Gasdurchführung zentrisch aus dem ersten Ende austritt, Teil einer Anordnung. Die Anordnung umfasst ferner eine Dichtscheibe, welche geeignet ist, ein zu prüfendes Durchgangsge ^¬ winde gasdicht abzuschließen.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Gewindelehrdorn oder die Gewindelehre Teil einer Anordnung. Die Anordnung umfasst fer ^¬ ner eine Drehdurchführung zur Anbindung der Gasdurchführung an ein Gasvolumen und/oder eine Gasversorgung. In einer Weiterbildung ist der Gewindelehrdorn oder die Gewindelehre Teil einer Anordnung. Die Anordnung umfasst ferner ein Gasvolumen, welches mit der Gasdurchführung verbunden ist,

- eine Gasversorgung, über welche das Gasvolumen gespeist wird, und

ein Manometer, über welches ein Druck des Gasvolumens messbar ist.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen verse ^¬ hen, sofern nichts anderes angegeben ist. Es zeigen: Figur 1 einen Gewindelehrdorn 1 mit einem Außengewinde an einem ersten Ende und mit einer Gasdurchführung 6 in axialer Richtung, welche zentrisch aus dem ersten Ende austritt, Figur 2 einen Gewindelehrdorn 1 mit einer Gasdurchführung

6, welche in axialer Richtung nicht durchgängig ist und radial zwischen Windungen eines Außenge ^¬ windes austritt, Figur 3 einen Gewindelehrdorn 1, welcher in einen Gewindeprüfling 9 eingeschraubt ist,

Figur 4 eine Gewindelehre 2 mit einem Innengewinde an ei ^¬ nem ersten Ende, wobei das erste Ende ein Ende ei- ner Hülse ist, welche in axialer Richtung eine

Gasdurchführung 6 aufweist,

Figur 5 eine Anordnung zur Prüfung eines Gewindeprüflings auf Über- und Untermaß, und

Figur 6 einen Gewindelehrdorn 1 mit einer auf Abstand angebrachten Dichtscheibe 3. Figur 1 zeigt einen Gewindelehrdorn 1 mit einem Außengewinde an einem ersten Ende und mit einer Gasdurchführung 6 in axialer Richtung, welche zentrisch aus dem ersten Ende austritt. Die Gasdurchführung 6 ist beispielsweise eine zentrische Hohlbohrung.

Der Gewindelehrdorn 1 eignet sich zum Prüfen von Sackloch- Mutterngewinden. Hierzu wird bei einem manuellen oder automatischen Einschrauben des Gewindelehrdorn 1 in das Mutternge- winde durch Messen des Einschraubmoments geprüft, ob das Mut ^¬ terngewinde gut oder untermaßig ist.

Der Gewindelehrdorn 1 ist mit einem festen Gasvolumen (z.B. Druckluft) verbunden, welches temporär unter Überdruck ge- setzt wird. Durch Messung der Ausströmzeit des durch das

Sackloch-Mutterngewinde ausströmenden Gases kann nun ermit ^¬ telt werden, ob das Gewinde normgerecht oder übermaßig ist.

Dazu wird der Gewindelehrdorn 1 nach einer definierten Ein- schraubtiefe gestoppt, beispielsweise nach drei Umdrehungen oder durch Anschlag. Daraufhin wird das mit dem Gewindelehrdorn 1 verbundene Gasvolumen, beispielsweise ca. 100 ccm Druckluft, auf einen definierten Druck gebracht, beispiels ^¬ weise 5 bar. Anschließend wird die Druckversorgung abgeschal- tet und die Zeit gemessen, bis aufgrund des durch das Gewinde ausströmenden Gases ein vordefinierter zweiter Druck erreicht ist. Durch Vergleich mit zuvor bei einer Referenzmessung ermittelten Werten wird festgestellt, ob das Mutterngewinde übermassig oder elliptisch und damit Ausschuss ist. Das Ge- winde wird als Ausschuss behandelt, wenn der Zeitunterschied zur Referenzmessung mehr als 30 % beträgt.

Figur 2 zeigt einen Gewindelehrdorn 1, welcher nicht komplett durchgebohrt ist. Er weist nach ca. 3 Gewindegängen eine tan- gential umlaufende Nut auf, welche mittels radialer Bohrungen mit der axialen Bohrung verbunden ist. Mithilfe dieses Gewin- delehrdorns 1 können auch Durchgangsgewinde als Gewindeprüf ^¬ ling 9 geprüft werden, wie dies in Figur 3 gezeigt ist. Figur 4 zeigt eine Gewindelehre 2 mit einem Innengewinde am rechten Ende einer Hülse, welche in axialer Richtung eine Gasdurchführung 6 aufweist, wobei die Gasdurchführung 6 am linken Ende der Hülse mit einer Gasversorgung luftdicht verbindbar ist. Mittels der Gewindelehre 2 lassen sich auch Bolzengewinde bzw. Außengewinde prüfen.

Figur 5 zeigt eine Anordnung zur Prüfung eines Gewindeprüf- lings auf Über- und Untermaß, welche wie im Kontext der Figur 1 beschrieben zur Prüfung eines Gewindeprüflings auf Über- und Untermaß verwendet werden kann. Hierfür kann wahlweise der Gewindelehrdorn 1 aus Figur 1 oder 2 oder die Gewindelehre aus Figur 3 verwendet werden.

In Figur 5 ist der Gewindelehrdorn 1 aus Figur 2 eingezeichnet, welcher mit einem Gasvolumen 4 verbunden ist, dessen Druck über ein Manometer 7 gemessen werden kann. Der Gewindelehrdorn 1 ist in einen Gewindeprüfling 9, hier ein Durch- gangsinnengewinde, eingeschraubt. Über ein Ventil 8 kann das Gasvolumen 4 mittels einer Gasversorgung 5 wie zuvor erläutert zur Prüfung des Gewindeprüflings 9 auf einen vordefi ^¬ nierten Druck gebracht werden. Als Prüfgas eignet sich Druckluft oder ein anderes ungefährliches Gas.

Figur 6 zeigt einen Gewindelehrdorn 1 entsprechend Figur 1, welcher zur Prüfung von Durchgangsgewinden eingesetzt werden kann, da eine am Gewindelehrdorn 1 auf Abstand angebrachte Dichtscheibe 3 in das Durchgangsgewinde eingesetzt wird, wel- che das Durchgangsgewinde gasdicht abschließt.

Die Dichtscheibe 3 ist hierzu an dem ersten Ende des Gewinde- lehrdorns 1 mittels Abstandshaltern 10 montiert. Als Ab ^¬ standshalter eignen sich beispielsweise Stifte aus Stahl, welche am ersten Ende des Gewindelehrdorns 1 eingepresst und verklebt oder eingeschraubt sind. Die Dichtscheibe 3 ist bei ^¬ spielsweise aus Gummi, Silikon oder Viton gefertigt. Sie weist Bohrungen auf, durch die die Abstandshalter 10 gesteckt sind, welche die Dichtscheibe 3 durch einen Bund sicher hal ^¬ ten. Der Gewindelehrdorn 1 selbst ist aus Metall, vorzugswei ^¬ se Stahl, gefertigt.

Anstelle der Abstandshalter 10 kann die Dichtscheibe 3 an dem ersten Ende des Gewindelehrdorns 1 auch unmittelbar oder mit ^¬ tels einer Hülse montiert sein. In diesem Fall müssen jedoch vor der Dichtscheibe 3 radiale Bohrungen im Gewindelehrdorn 1 oder der Hülse vorgesehen werden, welche die zentrische Gas ^¬ durchführung 6 nach außen führen.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und ande ^¬ re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele, Varianten, Ausführungsformen und Weiterbildungen können frei miteinander kombiniert werden .