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Anordnung eines Prüfgeräte an dem Werkzeugträger einer Werkzeugmaschine
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beispielsweise ein- Rundlaufprüfung, an einem Arbeitsstück vorgenommen werden kann, ohne dass man das Werkzeug aus der Spindel ausspannen muss. Wenn nämlich das Prüfgerät, wie es bei den häufigsten Geräten bekannter Art geschieht, an Stelle des Werkzeuges in dessen Lagerung eingesetzt werden muss, so ergeben sich ausser dem Zeitverlust durch das Ein-und Ausspannen des Werkzeuges meist Fehler, welche daraus resultieren, dass das Werkzeug nach Beendigung der. Messung nicht wieder genau'seine ursprüngli- che Stellung in der Lagerung einnimmt.
Es sind zwar bereits Kolbenentgratmaschinen bekannt, bei'denen ebenfalls ein Schleifwerkzeug während der gesamten Dauer der'Bearbeitung'an der Spindel fest angesetzt bleibt. Bei diesen Geräten ist ein am Ende des Arbeitsganges. mir. dem als Sollmass dienenden Teil der Zylinderfläche in Berührung kommende und den weiteren Vorschub des Werkzeuges begrenzender Anschlagstift vorgesehen. Der Anwendungsbereich dieser Geräte ist jedoch auf das Entgraten von Kolben und Bohrungen mit einer gewissen Mindesttiefe beschränkt. Demgegenüber soll die vorliegende Erfindung universal für Rundlaufprüfungen verwendbar sein. Insbesondere soll sie eine Messuhr aufweisen, welche die Grösse von Abweichungen zu messen gestattet. Um während der Bearbeitung nicht hinderlich zu sein, soll die Messuhr abnehmbar angebracht sein.
Es soll durch die Abnehmbarkeit derselben jedoch die Genauigkeit bei mehrmaligem Messen nicht beeinflusst werden, so dass die Prufanordnung hohen Genauigkeitsanforderungen entspricht.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Prüfgerät am, Werkzeugträger ausserhalb der Werkzeuglagerung mittels einer lösbaren Halterung ansetzbar und durch besondere Ausbildung der Auflage zwischen. Werkzeugträger und Prüfgerät in einer bestimmten Grundeinstellung gegen- über der Werkzeugspindel festlegbar ist. Die lösbare Halterung soll gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise aus einem Bajonettverschluss bestehen, während man die Auflageflächen als eine Dreipunktauflage ausbildet.
Der Erfindungsgegenstand ist im Nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 das Prüfgerät in Betriebsstellung an der Spindel, Fig. 2 dfe Zentriermittel am Prüfgerät, Fig. 3 Halterung und Zentriermittel am Spindelgehäuse, Fig. 4-6. Einzelheiten dieser Zentriermittel und Fig. 7-11 verschiedene Arbeitsstellungen des Prüfgerätes.
. In Fig. 1 ist die Prüfanordnung im Zusammenhang mit einer Schleifeinrichtung dargestellt. Die Schleifeinrichtung besteht beispielsweise aus einem an eine Werkzeugmaschine ansetzbaren Schleifkopf..
Die mit einer Schleifscheibe 36 versehene Spindel 36a führt eine Planetenbewegung aus, d. h. eine Rotationsbewegung um ihre eigene Achse und zusätzlich noch eine Drehbewegung um die Achse 9a der Spin-
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stellt werden ; die Einzelheiten dieser Anordnung sollen aber hier nicht näher beschrieben werden ;
Am. Werkzeugträger 11, in welchem beispielsweise Antriebsmittel für die Schleifscheibe 36 untergebracht sein können, ist zwecks Zentrierung eine Dreipunktauflage vorgesehen, welche aus drei balligen Pfropfen 100 (Fig. 4) besteht. Etwa in der Mitte zwischen diesen Zentrierpfropfen ist im Werkzeugträger 11 eine Büchse 102 mit Bajonenschlitzen 104 fest eingesetzt.
Das Prüfgerät selbst besteht aus einem in einer Schwingplatte 106b eingesetzten Fahlhebel 106. Die
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Schwingplatte 106b ist in einem gabelförmigen Lagerkörper 108 zwischen zwei Spitzen 110 schwenkbar gelagert. Das dem Fühlhebel entgegengesetzte Ende 112 der Schwingplatte 106b beeinflusst eine Messuhr 114 bekannter Art. Der Lagerkörper 108 ist quer zur Rotationsachse mittels eines Doppelschlittens 116 verstellbar und in der jeweiligen Lage mit Hilfe von zwei Klemmschrauben 118 einstellbar.
Der Tragkörper 120 des Doppelschlittens 116 und somit auch des-Fühlhebelgerätes hat die Form eines dreiarmigen Körpers, an dessen Armen je eine Gegenzentrierung zu den Zentrierpfropfen 100 vorgesehen ist, während in der Mitte ein Bajonettriegel zur lösbaren Befestigung des Prüfgerätes an dem Werkzeugträger 11 gelagert ist. Die Zentriermittel am Tragkörper 120 bestehen aus einer flachen Auflage 122, einer kegeligen Auflage 124 und aus einem Dachprisma 126. Zur Zentrierung des ansetzbren Fühlhebelgerätes am Gehäuse der Spindel dient die Kegelauflage 124 und das Dachprisma 126, während zur Überbrückung der Ausdehnungen im Werkzeugträger 11 bzw. Körper 120, welche sich aus Temperaturschwankungen ergeben, die dritte Auflage 122 flach ausgebildet ist, um Verschiebungen zu ermöglichen.
Mit den Bajonettschlitzen 104-des Werkzeugträgers 11'arbeitet der mit zwei Bajonettstiften 128 versehene Bajone1. triegel 130 zusammen. Der Bajonettriegel 130 ist federbelastet und mit einem Handkne - bei 130a versehen.
Es sei noch erwähnt, dass eine Zusatzfeder 132 vorgesehen ist, welche über einen Stift 134 auf den Fühlhebel 106,106b einwirken kann, wenn sie durch den wahlweise von Hand einstellbaren Exzenter 136 in entsprechende Betriebsstellung gebracht worden ist. Wenn die Einwirkung der Feder 132 auf den Fühlhebel abgeschaltet ist, also bei der Einstellung gemäss Fig. 1, steht der Fühlhebel nur unter Einwirkung der in der Messuhr 114 eingeschlossenen Rückstellfeder Man kann also Innendurchmesser prüfen. Wenn dagegen bei der andern Einstellung des Exzenters 136 die Feder 122 über 134 auf den Fühlhebel 106 einwirkt, so. arbeitet sie entgegen der Rückstellfeder in der Messuhr 114, und man kann die-Prüfung von Aussendurchmessern an Werkstücken vornehmen.
Mit der beschriebenen Prüfanordnung wird folgendermassen gearbeitet : An einem Arbeitsstück 138 wird beispielsweise mittels der Planetenspindel 36 eine Innenbohrung 140 in bekannter Weise geschliffen. Es sei daher unterstellt, dass das Arbeitsstück 138 an einem Koordinatentisch 139 aufgespannt ist. Wenn der Schleifvorgang beendet ist, wird die'Spindel 9 zusammen mit der Spindel 36a in axialer Richtung zurückgefahren, also die Schleifscheibe 36 aus der Bohrung 140 herausbewegt. An den Werkzeugträger 11 wird nun mittels der Bajonetthalterung 104,128 der Tragkörper 120 zusammen mit dem Fühlhebelgerät angesetzt. Der Fühlhebel 106-wird durch entsprechende Verstellung des Schlittens 116 zur Auflage. an die geschliffene'Fläche der Bohrung 140 gebracht und dann die Spindel 9 in langsame Drehbewegung gesetzt.
Gegebenenfalls kann die Spindel 9 zusammen mit dem Fühlhebel 106 noch axial entlang der Bohrung 1. 40 verfahren werden. Durch den Fühlhebel 106 wird dabei die.
Bohrung 140 abgetastet und die Fühlhebelauslenkungen an der Messuhr beobachtet. Wie es bei solchen Fühlhebel-Prülgeräten üblich ist, kann man während dieses Prüfvorganges feststellen, ob die geschliffene Bohrung 140 rundgenau ist und-ob ihr axialer Verlauf parallel zur Drehachse der Spindel'9 liegt. Die etwaigen Abweichungen können durch Ausschläge des Zeigers der Messuhr 114 von einer Nullstellung aus bestimmt werden.
Nach Durchführung der entsprechenden Prüfung kann das Fühlhebelgerät mit seinem Tragarm 120 vom- Werkzeugträger 11 wieder abgenommen werden und der Arbeitsvorgang wird gegebenenfalls weiter fortgesetzt, Ausserdem ist noch eine weitere Möglichkeit der Anwendung der erfindungsgemässen Prüfanordnung gegeben, welche nachstehend etwas ausführlicher geschildert werden soll.
Man setzt'auf den Koordinatentisch 139 seitlich neben das Arbeitsstück 138 einen mndgenauen Prüfring bzw. Kaliberring auf, dessen Bohrung dem fertigzubearbeitenden Sollmass der Bohrung 140 entspricht.
Auf den Werkzeugträger 11 wird nun, das Fühlhebelgerät 120 aufgesetzt und der Tisch so lange verfahren, bis der Fühlhebel 106 mit der Bohrung des Prüfringes in Eingriff kommt. Daraufhin wird durch entsprechendes Verschieben des Tisches der Prüfring genau zur Achse der Spindel 9 ausgerichtet, d. h. zentriert.
Dies ist dann erreicht, wenn sich auf der Messuhr 114 kein Ausschlag mehr zeigt, also deren Zeiger'auf der Nullstellung stehen bleibt. Nun liegt die Bohrung des Prüfzinges genau koaxial zur Achse Ha der Spiniel 9. Daraufhin wird der Tisch 139 wieder zurückgefahren, bis der Fühlhebel 106-in Eingriff mit der Boh-
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ung@enden Ausschlag von der Nullstellung, und es ist an Hand dieses Anschlages unmittelbar die Radiusdiferenz zwischen Prilfring und Werkstflckbohning ersichtlich und somit auch unmittelbar der zum Erreichen les Soll masses notwendige Zustellbetrag für das Schleifwerkzeug 36.
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Während das Schleifwerkzeug durch Verschieben des Werkzeugträgers 11 im Schlitten 10 um diesen
Betrag zugestellt wird (in Fig. 1 nach links), verschiebt sich gleichzeitig auch die Dreipunktauflage ein- schliesslich der Messeinrichtung um denselben Betrag in Richtung auf die Achse 9a (d. h. in Fig. 1 nach links) Dabei geht der Zeiger der Messuhr auf Null zurück. Nach beendetem Schleifvorgang zeigt die Mess- einrichtung beim Abtasten der Bohrung einen Ausschlag von der Nullstellung, der unmittelbar die durch den Schleifvorgang erreichte Radiuszunahme der Bohrung angibt. Als Voraussetzung für dieebengeschilderten Verhältnisse ist es erforderlich, dass der Fühlhebel 106 die Bohrung 140 an derjenigen Stelle abtastet, welche der Eingriffsstelle zwischen Schleifspindel 36 und Bohrung 140 diametral gegenüberliegt.
Die vorstehenden genauen Prüfvorgänge mit dem Fühlhebelgerät und somit auch genaue Bearbeitung sind deshalb möglich, weil erfindungsgemäss das Werkzeug während des Prüfvorganges aus seiner Lagerung nicht entfernt werden muss und weil zugleich das Prüfgerät infolge der Zentrierauflage stets in eina bestimmte Grundeinstellung zu der Basis, d. h. Achse der Spindel ohne besondere Massnahmen gesetzt wird.
Das Werkzeug 36 mit Werkzeugspindel 36a bleibt also stets in der Werkzeuglagerung im Werkzeugtfäger 9, 11.
Wie bereits erwähnt, sind die Zentriermittel als Dreipunktauflage ausgebildet, welche nicht nur eine bestimmte, genaue Grundeinstellung erlaubt, sondern zudem noch eine Überbrückung von unerwünschten Ausdehnungen der Teile, welche aus den Temperaturschwankungen herrühren, ermöglicht.
Der Fühlhebel kann mittels des Doppelschlittens 116 quer zur Achse 9a der Spindel 9 verstellt werden u. zw. in einem sehr grossen Verstellbereich, so dass praktisch nicht nur kleine, sondern auch sehr gro- sse Bohrungen geprüft werden können. Der Fühlhebel 106 ist dabei als. ein auswechselbarer Bolzen ausgebildet, welcher in der Bohrung 106a der Schwingplattel06beingeschraubt werden kann. Die Länge des Filh1hebels 106 und die Dicke seiner Prüfkuppe kann zudem den gegebenen Betriebsbedingungen, also der Länge der Spindel oder der Länge der zu bearbeitenden Bohrung entsprechend angepasst werden.
Selbstverständlich kann man mit der erfindungsgemässen Prüfanordnung nicht nur zentrische Bohrungen messen, sondern-wie die Fig. 7-11 zeigen-auch kegelige Flächen. zylindrische Aussendurchmesser oder auch Planflächen. Der Fühlhebel 106 braucht auch nicht unmittelbar in die Gewindebohrung 106a der Schwingplatte 106b eingesetzt zu werden. Man kann auch beispielsweise ein Zwischenstück 106c zusätzlich zwischen Schwingplatte 106b und Fühlhebel 106 einschalten.-
Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass man mit der erfindungsgemässen Prüfanordnung auch den Eigenschlag der Spindel 9 messen kann, d. h. die Abweichungen, welchen die Spindelachse von ihrer Drehachse während der Drehbewegung unterliegt.
Zu diesem Zweck setzt man auf. den Arbeitstisch 139 an Stelle des Arbeitsstückes 138 einen : undgenauen Kaliberteil, z.. B. eine Prüfkugel von beliebigem Durchmesser, auf und zentriert diese Prüfkugel gegenüber der Drehachse mit Hilfe des Fühlhebelgerätes ein. Der- jenige Ausschlag, welcher an der Messuhr 114 noch verbleibt und nicht mehr durch Relativverstellung des Arbeitstisches zur Spindel beseitigt werden kann, ist dann der gesuchte Eigenschlag der Spindel.
Es sei zum Schluss noch erwähnt, dass man die Erfindung selbstverständlich auch in andern AJ1sfüh- rungsformen erwirken kann, immer aber derart, dass das Prüfgerät ausserhalb der Spindellagerung angeordnet und mittels einer Zentrierung stets in einer bestimmten Grundstellung zur Spindel ansetzbar ist. Auch kann man die ganze Prüfanordnung nicht nur an Maschinen der vorstehend beschriebenen Art, also an Schleifeinrichtungen,'sondern auch. an allen andern Maschinen und Geräten mit einem umlaufenden
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Zentrierung des Messteiles gegenüber der Spindel auch in andern als den geoffenbarten baulichen Formen möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung eines einen Fühlhebel und eine von demselben beaufschlagte Messuhr aufweisenden Prüfgeräte an einem rotierenden und gegebenenfalls quer zur Rotationsachse verstellbaren Werkzeugträ- ger einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfgerät am Werkzeugträger ausserhalb
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Auflage zwischen Werkzeugträger und Prüfgerät in einer bestimmten Grundeinstellung gegenüber der Werkzeugspindel festlegbar ist.