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Prüfkopf auf Werkzeugmaschinen
Die Erfindung betrifft einen Prüfkopf auf Werkzeugmaschinen mit einer drehbar gelagerten Spindelhülse zum Einsetzen von Messgeräten, wie Messmikroskop, Tastgerät u. dgl., und mit einem Antriebsmechanismus, der über ein Getriebe das Messgerät in Drehung versetzt.
Ein Prüfkopf, der nur zum Einsetzen von Messgeräten dient, erfordert im Gegensatz zu einem Bearbeitungskopf, der ein Werkzeug oder ein Tastgerät aufnehmen kann, eine genaue von deformierenden Kräften freie Lagerung und eine Feineinstellbarkeit. Die Bohrung der Spindel muss dabei auch relativ gross genug sein, optische Messgeräte aufnehmen zu können.
Ein Prüfkopf, bei dem vom Antriebsmechanismus her keine Schubkräfte, sondern nur Drehmomente auf die Spindellagerung übertragen werden, ist bekannt. Dabei ist zur Übertragung der Drehbewegung eine Kupplungsscheibe vorgesehen, die an der Ober-und Unterseite je ein Paar quer zueinander liegende Schlitze aufweist, in denen sich die Kupplungszapfen hin und her bewegen können.
Bei der vorliegenden Erfindung besteht die Aufgabe, die durch Herstellungsungenauigkeiten sich ergebenden Versetzungen zwischen dem Anzuggewinde und dem Kegelschaft des Messgerätes auszuschalten, um einen einwandfreien Rundlauf des Messgerätes aufrechtzuerhalten. Durch die Versetzungen der Achsen zwischen Gewinde und Schaft können aber beim Befestigen des Messgerätes in der Spindelhülse Spannungen auftreten, die sich auf die Lager auswirken, wodurch kein einwandfreier Rundlauf des Messgerätes mehr gewährleistet ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für das Festklemmen des an sich drehbaren Messgerätes, wie z. B. eines Messmikroskops, eine Klemmvorrichtung zu schaffen, durch die an der Klemmstelle keine Druckspannungen auf die Spindelhals und das Lager wirken können.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zum Festziehen des Messgerätes eine einen Teil des Getriebes bildende, mit Spiel in die Bohrung der Spindelhülse hineinragende Gewindebüchse vorgesehen ist, in die der Geräteschaft einschraubbar ist, und dass eine an der Gewindebüchse angebrachte Aussenverzahnung ebenfalls mit Spiel in ein sie umgebendes Antriebsglied eingreift. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird für das Messen mit einem nicht zu drehenden Messgerät eine Klemmvorrichtung am Prüfkopf vorgesehen, die einen an der Spindelhülse befestigten Federring am Prüf- kopfgehäuse festklemmt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand eines Ausführungbeispieles näher erläutert.
Es zeigen : Fig. l die auf einer Lehrenbohrmaschine angesetzte Prüfeinrichtung, Fig. 2 die Aufnahme der wahlweise ansetzbarenMessmittel im Schnitt und Fig. 3 und 4 zwei verschiedene Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine Lehrenbohrmaschine 10 dargestellt, welche einen in waagrechter Ebene verstellbaren Koordinatentisch 12 aufweist. Ein Getriebekasten 14 ist in senkrechter Richtung auf dem Maschinenständer verstellbar und weist einen Gehäuseteil 14a mit waagrecht liegenden, schwalbenschwanzförmigen Führungen auf, in welche bei Lehrenbohrarbeiten ein Aufsatzkopf, beispielsweise ein Bohr- oder Schleifkopf einschiebbar und in eingestellter Lage festklemmbar ist. Wenn man dagegen diese Lehrenbohrma- schine als Messmaschine verwenden will, so wird in die Führungen des Teiles 14a an Stelle eines Bearbeitungskopfes ein Träger 16 für einen Prüfkopf 18 eingesetzt. Dieser Ist gegenüber dem Träger 16 verschiebbar und verschwenkbar.
Der Prüfkopf hat eine Spindelhülse mit einer Bohrung für ein entsprechend
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der Art der Prüfung wahlweise einsetzbares Messgerät, wie Messmikroskop, Tastgerät od. dgl. Es kann bei- spielsweise in die Bohrung der Spindelhülse ein optisches Vergrösserungssystem eingesetzt werden, wel- ches das Bild eines auf dem Koordinatentisch 12 befestigten Prüfstückes bei Auflicht-bzw. Durchlicht- beleuchtung über zwischengeschaltete Umlenkmittel 18a, 18b auf einer Mattscheibe 18c vergrössert er- scheinen lässt. Durch Verschieben des Koordinatentisches kann das Prüfstück in den Koordinatenrichtun- gen verschoben und in verschiedene Messstellungen gegenüber dem Prüfkopf gebracht werden.
Im Gehäuse des Prüfkopfes 18 ist eine Spindelhülse 20 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gela- gert. Die Spindelhülse 20 weist eine Kegelbohrung 20a auf, in welche der entsprechend geformte Geräte- schaft 22 eingesetzt und festgezogen wird. Im dargestellten Falle trägt der Geräteschaft 22 ein vergrö- sserndes, optisches Linsensystem in der Fassung 24, welches das Bild des Prüflings entsprechend vergrössert auf eine Mattscheibe 18c wirft. Das Lichtbündel geht hiebei - wie in Fig. l angedeutet-durch den axia- len Hohlraum der Teile 22, 20 hindurch.
Zum Festziehen des Geräteschaftes 22 in der Bohrung der Spindelhülse 20 dient eine Gewindebüch- se 26, welche mit ihrem Innengewinde in Gewindegänge 22a am Ende des Geräteschaftes 22 eingreift.
Die Gewindebüchse besitzt ausserdem am Umfang eine Aussenverzahnung 26a, welche mit der Innenver- zahnung eines sie umgreifendenZahnritzels 28 in Eingriff steht. Das Ritzel 28 wird über eine Schnecke 30 od. dgl. angetrieben, deren Welle 30a aus dem Gehäuse 18 herausragt und ein Handrad 30b (Fig. l) trägt.
Beim Einsetzen des Geräteschaftes 22 in die Bohrung der Spindelhülse 20 wird zunächst der Geräte- schaft 22 so weit eingeschoben, dass die Gewindeteile 26,22 miteinander in Eingriff kommen. In dieser
Stellung wird der Geräteschaft 22 mit der einen Hand festgehalten, während durch die andere Hand das Handrad 30b so lange verdreht wird, bis der Geräteschaft 22 vollständig in die Spindelhülse 20 eingeschraubt und hier festgespannt wird. Wenn man nun den Geräteschaft 22 loslässt, so wird beim Verdrehen des Handrades 30b der Geräteschaft 22 zusammen mit der Spindelhülse 20 und dem angesetzten Messgerät rotieren.
Im vorliegenden Fall ist eine Drehbewegung der Prüfoptik 24 und somit auch der Teile 20, 22 nicht erforderlich, so dass sie mittels einer Festklemmvorrichtung ausgeschaltet werden kann Diese Festklemm- vorrichtung besteht aus einer im Gehäuse 18 sitzenden Klemmschraube 32 mit Bund 32a, der den Umfang eines an der Spindelhülse befestigten flachen Federringes 34 teilweise überdeckt. Bei gelöster Klemmschraube 32 kann der flache Federring34 am Teller 32a ohne weiteres vorbeigehen. Wenn jedoch die Klemmschraube 32 angezogen ist, so drückt der Teil 32a den Ring 34 gegen ein festes Widerlager 18a des Gehäuses, wodurch eine weitere Drehmöglichkeit der Spindelhülse 20 ausgeschaltet ist. Man kann natürlich im Bedarfsfalle auch mehrere Klemmschrauben 32 am Umfang der Spindelhülse 20 vertei- len.
Wenn an Stelle des optischen Systems 24 beispielsweise ein rotierendes Tastgerät od. dgl. verwendet werden soll, so wird der Halter dieses Gerätes in gleicher Weise in die Bohrung der Spindelhülse 20 eingesetzt. Die Klemmschraube 32 ist in diesem Fall gelöst zu halten, so dass durch Betätigen des Handrades 30b das Tastgerät zur Rotation angetrieben wird.
Damit sich die aus der Herstellung herrührenden Ungenauigkeiten in diesem Handantrieb nicht auf die genaue Lagerung der Teile 20 und 22 auswirken können, ist gemäss Fig. 3 der Eingriff zwischen der Aussenverzahnung 26a der Gewindebüchse 26 und der Verzahnung 28a des Ritzels 28 mit Spiel so gehalten, dass er zwar ein Drehmoment überträgt, aber zugleich auch radiale Verschiebungen zulässt.
An Stelle eines mehrfachen Zahneingriffs zwischen den Teilen 26 und 28 kann, wie Fig. 4 zeigt, der zur Drehmoment-Übertragung nötige Eingriff auch an zwei oder weniger Stellen zwischen diesen Teilen erfolgen. Auch könnte die Form der Eingriff-Zähne anders als dargestellt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Prüfkopf auf Werkzeugmaschinen mit einer drehbar gelagerten Spindelhülse zum Einsetzen von Messgeräten, wie Messmikroskop, Tastgerät u. dgl., und mit einem Antriebsmechanismus, der über ein Getriebe das Messgerät in Drehung versetzt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Festziehen des Messgerätes eine einen Teil des Getriebes bildende, mit Spiel in die Bohrung der Spindelhülse (20) hineinragende Gewindebüchse (26) vorgesehen ist, in die der Geräteschaft einschraubbar ist, und dass eine an der Gewindebüchse angebrachte Aussenverzahnung (26a) ebenfalls mit Spiel in ein sie umgebendes Antriebsglied (28) eingreift.