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1nnensc : h1eifmaschine zum masshaltigen Schleifen von Bohrungen
Die Erfindung betrifft eine Innencchleifmaschine zum masshaltigen Schleifen von Bohrungen mit einer elektrohydraulischen Steuerung sowohl der in Richtung der Bohrung verlaufenden oszillierenden Bewegung der Schleifspindel als auch der durch zwei gegenüberliegende Messfühler beeinflussten, quer zur Bohrung gerichteten Beistellbewegung der Schleifspindel, wobei die Messfühler die Bohrung des Werkstückes längs der Wandung im Rhythmus der axialen Schleifspindelbewegung abtasten und die Messfühler mit zwei Kontaktpaaren, die bis zu vorbestimmten Schleifmassen geschlossen sind, in Verbindung stehen.
Es sind bereits Innenschleifmaschinen zum masshaltigen Schleifen von Bohrungen bekannt, bei welchen die Messfühler von Elektrokontakt-Messvorrichtungen vor Beginn des Schleifvorganges von der Seite derSchleifspindel aus so in die zu schleifende Bohrung des Werkstückes eingeführt werden, dass die nachfolgende Schleifscheibe in ihrer meist oszillierenden Axialbewegung nicht behindert wird. Die Messfühler tasten den Bohrungsdurchmesser nach dem Ein-, Zwei-oder Dreipunkt-Messprinzip ab und geben über die nach dem Sollmass der Bohrung eingestellten Kontakte die elektrischen Impulse an die Steuerorgane der Schleifmaschine.
Da die an der bearbeiteten Bohrungswand des rotierenden Werkstückes gleitenden Messfühler einem starken Verschleiss unterworfen sind, ausserdem Materialspäne und Schleifscheibenabriebteil- chen während des. Schleifvorganges unter die Messfühler gelangen und dadurch das Messergebnis ungünstig beeinflussen können, haben sich derartige Messeinrichtungen zur Weiterleitung des Messimpulses auf die Steuerorgane der Maschine nicht behaupten können. Hinzu kommt noch, dass der in kleineren Bohrungen auftretende Raummangel nur äusserst schwach dimensionierte Messfühler zulässt bzw. in manchen Fällen sogar deren Unterbringung unmöglich macht.
Es ist bereits eine Innensch1eifmaschine zum masshaltigenschleifen von Bohrungen bekannt geworden, bei welcher eine Kipplehre, von der Schleifspindel entgegengesetzten Seite aus, mit jedem Axialdoppelhub der Schleifscheibe in die Bohrung eingeführt wird. Obwohl hier der mit dem Werkstück als rotierende Kipplehre ausgebildete Messkörper einem Verschleiss der Messpunkte nicht so stark unterworfen ist als die vorher beschriebenen feststehendenMessfühler, so kann diese rein mechanisch arbeitende Messvorrichtung den heute gestellten Forderungen nach Mess- und Schaltgenauigkeit nicht mehr gewachsen sein.
Auch hier sind besonders bei kleinerenBohrungenSchwierigkeiten in der konstruktiven Gestaltung der Kipplehre und der dabei auftretenden Schmutzempfindlichkeit unvermeidlich. Ausserdem gestattet eine Lagerung der Kippbewegung der Lehre keine einwandfreie Bohrungsmessung, da jede Exzentrizität dieser sowie jenerLagerung, der die Lehre tragenden Stangen das Messergebnis ungünstig beeinflusst. Schliesslich können sich bei der oszillierenden Axial- und Drehbewegung der Kipplehre Schleifscheibenabriebteilchenoder Metallspäne zwischen der Bohrungswand und den Kipplehrenanliegeflächen einklemmen und ein zu spätes Abschalten der Schleifvorgänge bzw. ein Überschreiten des Bohrungssollmasses verursachen.
Es sind auch beiAussenschleifmaschinen elektrische Kontaktsteuerungen bekannt, bei denen die Kontakte im Ruhezustand unter Strom stehen und bei Erreichen des Sollmasses durch die Messfühler die Kontakte geöffnet und der Strom unterbrochen wird. Bei Umschaltungen müssen dafür diese Kontakte durch eigene Einrichtungen automatisch überbrückt werden, um ungewollte Abstellungen zu vermeiden.
Es wird heute auch von einer modernen lnnensch1eifmaschine gefordert, dass das Werkstück in der Bohrung vor-und fertiggeschliffen wird und für beide Arbeitsgängc die zugehörige wirtschaftlichste Beistellgrösse für das Werkzeug eingestellt werden kann.
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Die Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, die Vorteile für das massgerecht Schleifen von Bohrungen bei Innenschleifmaschinen mit den Vorteilen einer Kurve als Beistellelement in Verbindung zu bringen, wobei die bisherigen, den feststehenden Elekirokontakteinrichtungen fur den Bohrungsschliff anhaftenden Nachteile bzw. das starre eistellverhäJtnis zu beseitigen sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass die Kontaktpaare gemeinsam mit den Messfühlern im umlaufenden Messkopf angeordnet sind, wobei zur Überbrückung der infolge der aus der Bohrung des Werkstückes herausgefahrenen Messfühler geöffneten Kontakte ein Doppelkontakt am Maschinengehäúse angeordnet ist, der durch eine am Schleifspindelschlitten angeordnete Kurve betätigbar ist. Zwecks Steuerung der Schleifscheibenbeistellung für das Vor- und Fertigschleifen befindet sich im Messkopf je ein Kontaktpaar für das einstellbare Vorschleifmass und ein Kontaktpaar für das ebenfalls einstellbare Fertigschleifmass, welche sich nach Erreichen des hiefür eingestellten Masses öffnen.
Die elektrischen Schaltimpulse von der Messeinrichtung werden in bekannter Weise auf eine elektrohydraulische Steuereinrichtung der Maschine übertragen.
In der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben bzw. dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung die Gesamtanordnung d-sr selbsttätig arbeitenden Messeinrichtung mit elektrohydraulischer Steuerung der Schleifscheibenbeistellung an einer Innenschleifmaschine und Fig. 2 den Messkopf nach Fig. 1 im Schnitt in vergrössertem Massstab, wobei die vertikal in der Hauptachse gelegene Schnittebene auch durch das vordere Elektrokontaktpaar geführt ist.
Das zu schleifende Werkstück 1 ist in der Aufnahme 2 der Werkstückspindsl 7 eingespannt und wird in der Bohrung durch die rotierende Schleifscheibe 3 der Schleifspindel 4 bei gleichzeitig in Achsrichtung oszillierender Bewegung bearbeitet. Der Messkopf 5, welcher mit dem Werkstück ebenfalls rotiert und in die durch die hohle Werkstückspindel 7 gehende axial verschiebbar angeordnete Messstange 6 eingeschraubt ist, oszilliert synchron mit der Schleifscheibe 3 und wird jedesmal beim ZurücKweichen der Schleifschei- be 3 nach rechts in die Bohrung des Werkstückes 1 von der Seite der Werkstückspindel aus eingeführt.
Das erste bzw. das zweite Kontaktpaar 9, 9a deren jedes mit einen Ma ept. verbunden ist, öffnet sich erst, sobald das Schruppmass oder das Fertigschleifmass erreicht ist. Die Funktion des Messkopfes 5 wird später noch näher beschrieben. Am hinteren Ende der Messstange 6 befinden sich die Schleifringe 10 zur Abnahme der von den einzelnen Kontakten der Kontaktpaare 9,9a kommenden Schaltimpulse, welche in den von eine : Gleichspannungsquelle G gespeisten elektronischen Schaltern I und II, bestehend aus den Elektronenröhren 11 und lla, den Widerständen 12 und 12a, 13 und 14, den Relais 15 und 15a und deren Kontakte 16 und 16a, verstärkt werden. Von den Kontakten 16 und 16a werden die vom Messkopf 5 über den elektronischen Schalter I bzw.
II kommenden Schaltimpulse über die Schaltmagnete 17,18 und 19 an die hydraulischen Steuerorgane 17a, 18a und 19a weitergeleict. Durch die am Maschinentisch befindliche Kurve 20 wird der hydraulische Umschaltschieber 22 und durch die Kurve 21 werden die Kontakte 26 und 26a betätigt. ; e nach der erforderlichen Tischgeschwindigkeit wird für das Abrichten der Schleifscheibe die Drossel 23, für das Schruppen die Drossel 24 oder für das Schlichten die Drossel 25 mit Hilfe des Ausfahrschiebers 18a bzw. Abdrehschiebers 19a eingeschaltet und der entsprechend gesteuerte Hydraulikölstrom in der Leltung 27 zu dem nicht dargestellten Tischantrieb geführt.
Der hydraulisch betriebene Schalter 28 mit den Kontakten 29 und 29a übernimmt die Umschaltung der elektronischen Schalter I und II. Der hydraulische Antrieb 47 (Fig. 1) für die Schleifscheibenbeistellung bzw. das Kompensationsgetriebe 67 steht hydraulisch in Verbindung mit den Steuerorganen 17a, 18a, 19a und den Drosseln 23,24 und 25. Das Kompensationsgetriebe 67 ist mit der Schleifscheibenbeistellung mechanisch verbunden und wird durch das als Sperrschieber ausgebildete hydraulische Steuerorgan 17abe- tätigt.
Der Messkopf 5 (Fig. 2) besteht aus dem Gehäuse 33, in dem die Fühlhebel 35 und 35a in den Stiften 34 und 34a schwenkbar gelagert sind. In den Fühlhebeln 35,35a sind die Messfühlerwarzen 36 und 36a eingeschraubt und können mittels einer Rändelschraube 40 je nach dem zu schleifenden Bohrungmass gemeinsam symmetrisch zur Werkstückspindelachse grob eingestellt werden. Die an der Bohrungswand anliegendenSpitzen der Messfühlerwarzen36 und 36a werden vorzugsweise in Richtung derBohrungsmantellinie als Schneiden ausgebildet. damit Schleifspänen od. dgl. die Schneiden während ihrer Längsbewegung in der Bohrurg nicht unterkriechen und das Messergebnis nicht beeinflussen können.
Die Übertragung des durch die Fühlhebel 35,35a abgetasteten Bohrungsmasses erfolgt uber den Messstift 38, den Messstifthalter 37, den Winkelhebel 39 und den Druckbolzen 40a auf die Kontaktpaare 9 bzw. 9a. In Fig. 2 ist der Schnitt zum Teil durch die Ebene eines Kontaktpaares, zum Teil durch die Ebene der Messkopfachse dargestellt. Der Winkelhebel 39 ist in dem in Kugeln 41 achsensenkrecht geführten Messstift-
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halter 37 durch denBolzen37a schwenkbar gelagert und durch Federn kraftschlüssig gehalten. Durch diese inMessrichtung verlaufende Kugelführung des Messstifthalters 37 können die praktisch stets vorhandenen Exzentrizitäten der Messstange 6 (Fig. l) vollkommen ausgeglichen werden, so dass sie niemals das Messergebnis ungünstig beeinflussen können.
Dit den Messdruck erzeugende Feder 44 spreizt die Fühlhebel 35 und 35a über den Druckbolzen 40a, den Winkelhebel 39 und den im Messstifthalter 37 fest eingesetzten Messstift 38 so weit auseinander, wie es die Grössen der zu messenden Bohrung des Werkstückes 1 (Fig. 1) bzw. Anschläge als Fühlhebelausschlag-Endbegrenzung gestatten.
Das erste Kontaktpaar 9 besitzt zwei Kontakthebel 9'und 9". Mittels der Verstellschraube 42, wird beispielsweise der Kontakthebel 9'und mit der zweiten, nicht dargestellten Verstellschraube ein in deren Ebene gelagerter, in der Zeichnung jedoch nicht dargestellter gleichartig ausgebildeter Kontakthebel des zweiten Kontaktpaares 9a so fein eingestellt, dass der Abriss des ersten Kontaktpaares 9 erfolgt, sobald das Vorschleifmass, und der Abriss des zweiten Kontaktpaares 9a, wenn das Fertigschleifmass erreicht ist.
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tungen 10a, die die beiden Kontaktpaare 9,9a mit den Schleifringen 10 verbinden, gelegt sind. Der Messkopf 5 oszilliert in Richtung der Werkstückspindelachse synchron mit der Schleifscheibe 3.
Jedesmal beim Zurückweichen der Schleifscheibe 3 wird der Messkopf 5 in die Bohrung des Werkstückes 1 von der Seite derWerkstückspindel7 aus eingeführt. Die Messfühler 36 und 36a stellen sich dabei auf das Mass der Bohrung ein, indem sie von dieser zusammengedrückt werden. Solange das durch die Verstellschraube 42 eingestellte Mass in der geschliffenen Bohrung noch nicht erreicht ist, bleiben die Kontaktpaare 9 und 9a geschlossen. Wird nun im Verlauf der weiteren Spanabnahme durch die Schleifscheibe 3 das eingestellte Vorschleifmass erreicht, kann das erste Kontaktpaar 9 nicht mehr schliessen, wodurch die elektrische Verbindung des Steuergitters der Röhre 11 vom elektronischen Schalter 1 mit dem Massepunkt 8, der gegen die Kathode der Röhre so negativ gespannt ist, dass kein Strom in dieser fliessen kann, unterbrochen wird.
Das Gitter entladet sich über denGitterableitwiderstand 12 und die Gitterspannung. s nkt auf das Katho" denpotential. In diesem Moment fliesst der volle Anodenstrom von der Röhre 11 über das Relais 15, wobei dieses anzieht und die Kontakte 16 und 30 schaltet. Sobald der Messkopf 5 mit seinen Messfühlern 36 und 36a während seiner oszillierendenHin-und Herbewegung sich ausserhalb derWerkstückbohrungbefindet, verhindert der Doppelkontakt 26, 26a die Einleitung der Schaltvorgänge, indem die Kontakte 9,9a des Messkopfes 5 überbrückt werden.
Infolge des Ruhekontaktes 30 bleibt das Relais 15, auch wenn der Doppelkontakt 26,26a nochmals geschlossen werden sollte, so lange angezogen, bis die durch die Kontakte 16 eingeleiteten Funktionen der Maschine beendet sind und der Schalter mit den Kontakten 29 und 29a durch denSchieber28 umgelegt wird. Bei Erreichen des Vorschleifmasses bringt nun die Kontaktgruppe 16 des Relais 15 den Zugmagneten 19 mit dem Abdrehschieber 19a zum Ansprechen. Dadurch wird der Tischhub nach rechts so erweitert, dass die Schleifscheibe 3 an dem hier nicht gezeichneten Abdrehdiamanten vorbeiführt, welcher durch den Umschaltschieber 22 und die am Schleifmaschinentisch befestigten Kurve 20 eingeschwenkt wird.
Durch Kontakte am Schaltmagneten 19 wird dabei der Schaltmagnet 17 angesprochen, durch den Sperrschieber 17a die Zustellung gesperrt und durch den Abdrehschieber 19a über die zugehörige Drossel 23 die Tischgeschwindigkeit für das Abdrehen der Schleifscheibe herabgesetzt. Gleichzeitig betätigt der Umschaltschieber 2S den als Umschalter ausgebildeten Schieber 28, wodurch die hier nicht abgebildete Abdrehkorrektur für den halben Betrag des von der Schleifscheibe 3 abgedrehten Masses eingeleitet wird. Nach dem Abdrehen der Schleifscheibe fährt der Tisch wieder zurück, wodurch die Drossel 25 eingeschaltet wird, die dem Tisch die für den Fertigschleifvorgang erforderliche Hubgeschwindigkeit vermittelt.
Sobald aber die Drossel 25 wirksam wird, erfolgt durch die hydraulische Umschaltung des Antriebes 47 für die Schleifscheibenbeistellung 67 eine Verminderung des für den vorhergegangenen Schruppvorgang eingestellten Beistellbetrages.