Messgerät zur fortlaufenden Überwachung des Arbeitsfortganges an zylindrischen Werkstücken, insbesondere zum Hessen der Laufbahn- und Bordbreite von Rollenlager- Laufringen während der Bearbeitung.
Bei der Bearbeitung von zylindrischen Werkstücken, an denen eine ringförmige, als Laufbahndienende Nut und ein sie einseitig begrenzender Bund auf vorgeschriebene Brei tenmasse gebracht werden sollen, insbesondere von Rollenla,gerlaufringen mit beiderseits der Laufbahn liegenden Borden oder Schultern ist das Hauptaugenmerk ausser auf die ge naue Einhaltung des verlangten Laufbahn durchmessers auf die Erzeugung -der vor geschriebenen Laufbahn- und Bordbreite zu richten.
Im allgemeinen geht man bei der Herstellung solcher Laufringe zur Zeit in der Weise vor, dass die Ringe zunächst auf ihren Stirnflächen bis zur Erreichung der gewünschten Aussenbreite planparallel ge schliffen werden, und dass sich dieser Vor arbeit das Ausschleifen der Laufbahnen nach Durchmesser und Breite zwischen den beiden Borden und damit auch das Mass schleifen der Bordbreiten selbst anschliesst. Beim letzterwähnten Arbeitsgang machte die ZTberwachung des Arbeitsfortschrittes bisher Schwierigkeiten insofern, als man die Breite der Laufbahn zwischen den Borden und die Bordbreite nur mit Hilfe von Blechlehren messen konnte. Für jede Messung musste naturgemäss die Schleifarbeit unterbrochen und das Werkstück stillgesetzt werden.
Das bedeutete nicht nur grossen Zeitverlust, son dern verlangte vom Arbeiter mit Rücksicht auf die engen Toleranzen, welche hei Rollen lagern einzuhalten sind., auch ein Höchstmass von Aufmerksamkeit, wenn Ausschussstücke vermieden werden sollten.
Mittelst dem den Gegenstand der-Erfin- dung bildenden Messgerät zur fortlaufenden Überwachung des Arbeitsfortganges bei zy lindrischen Werkstücken, insbesondere zum Messen der Laufbahn- und Bordbreite von Rollenlagerlaufringen während der Bearbei tung sollen nun die Mängel dieser belielfs- mässigen Messung dadurch beseitigt werden können, dass den beweglichen Tastern zweier in einem Gehäuse vereinigten und durch Fe derkraft dauernd in Berührung mit dem Werkstück gehaltenen Feinzeigern, von denen der eine die Nut- bezw. Laufbahnbreite,
der andere die Bundbreite bezw. die Breite des einen Lagerbordes misst, ein gemeinsamer Festpunkt zugeordnet ist, der durch einen mit dem Gerätegehäuse starr verbundenen, auf der Innenfläche .des Bundes hezw. des einen Lagerbordes sich abstützenden Taster gebildet wird.
Zweckmässigerweise ist hierbei die An ordnung derart, dass sich nach Massgabe der Materialabnahme von dieser Innenfläche das ganze Gerät unter der Wirkung einer Druck feder selbsttätig in der Richtung der Werk stückachse so verschiebt, dass sowohl der. Festpunkttaster, als auch die beiden zu den Feinzeigern gehörenden beweglichen Taster dauernd in kraftschlüssiger Berührung mit dem Werkstück gehalten werden. Die beiden Feinzeiger lassen also hierbei während der ganzen Bearbeitungsdauer eines Lagerringes stets gleichzeitig erkennen, bis zu welchem Grade die beiden einzuhaltenden Breitenmasse an den Ringen jeweils erreicht sind.
Auf der Zeichnung ist das Gerät in der Anwendung bei der Innenschleifarbeit an einem Rollenlagerring in einem Ausführungs beispiel dargestellt. Es zeigt: Abb. 1 einen Längsschnitt durch das Ge rät in Richtung der Werkstückdrehachse, Abb. 2 einen Grundriss, teilweise im Schnitt, Abb. 3 eine Seitenansicht.
Die Anwendungsmöglichkeit des Gerätes beschränkt sich selbstverständlich nicht nur auf Innenschleifarbeiten: vielmehr kann da Gerät auch bei Aussenschleifarbeiten an Rol- lenlagerringen ohne wesentliche Änderungen benützt werden, ebenso allgemein bei belie bigen andern Werkstücken, bei welchen für das Messen die gleiche Aufgabe wie bei Rol- lenlagerringen gestellt ist.
Das Werkstück 1, im gewählten Beispiel ein Aussenbord-Rollenlagerring, ist in be- kannter Weise in das schematisch angedeu tete Z@rerkstückfutter 2 einer Schleifmaschine eingespannt und wird von der Spindel 3 aus in Umdrehung versetzt.
Das Schleifwerk zeug 4 ist der Übersichtlichkeit halber in Abb. 2 nur in seinem Umriss strichpunktiert in Arbeitsstellung am Werkstück dargestellt: es ist eine Innenschleifscheibe, die in bekann ter Weise von einer nicht gezeichneten Schleifspindel getragen wird, und hat die Aufgabe, mit seiner Umfangsfläche die Lauf fläche la, mit seinen Stirnflächen die Bord innenflächen 1b und 1c des Lagerringes zu bearbeiten.
Wie erwähnt, ist das Werkstück 1 vor Beginn der hier zu beschreibenden Arbeit in bezug auf seine Breite (in Abb. 1 mit c bezeichnet), schon in einer voraus gegangenen Arbeitsstufe fertig bearbeitet worden. Es besteht nunmehr noch die Auf gabe, den beiden Borden und der Laufbahn die verlangten Breiten zu geben. Hierfür ist es offensichtlich nur notwendig, das Mass des einen Bordes, in Abb. 1 mit b bezeichnet, und die Laufbahnbreite a während der Be arbeitung genau zu messen bezw. die An näherung des Werkstückes durch Material abnahme an diese Masse zu überwachen.
Dies geschieht mittelst eines Gerätes, das in geeigneter Weise, zum Beispiel mit Hilfe des Armes 10, an einem Teil der Schleif maschine, der auf .dem Werkstückspindel- lager befestigt ist, innerhalb gewisser Gren zen gegenüber dem Werkstück 1 eingestellt werden kann. Das Gerät besteht im wesent lichen aus zwei Feinzeigern 11 und 12, die von einem Gehäuse 1.3 getragen werden, den zugehörigen Xassübertragungsmechanismen und einer Halte- und Führungsstange 14, die bei 15 und 16 im Arm 10 in Gleitführungen gelagert ist.
Der Feinzeiger 11 überwacht die Bearbeitung des "iTerkstüekes bezüglich des Masses c7; der Feinzeiger 12 ist auf das Mass h eingestellt. Die Stange 14 ist hohl und enthält eine Druckfeder 17, die sich mit ihrem einen Ende -egen die Grundfläche 18 der Bohrung in .der Stange 14, mit dem an dern Ende gegen den ortsfesten Arm 10 stützt und die Stange 14 mitsamt dem Ge- häuse 13 des Gerätes nach rechts, also vom Werkstück weg, zu schieben trachtet.
So lange das Gerät nicht auf einem Werkstück angesetzt ist, wird diese Bewegung nach rechts begrenzt durch das Auftreffen des Gehäuses 13 auf das Führungsauge 16 der Stange 14. Während des Arbeitens dagegen stützt sich das Gerät mittelst des an seinem ('x-ehäuse ortsfest angeordneten Festpunkt tasters 19 auf die Innenfläche des auf die Breite h zu bearbeitenden Lagerbordes.
Nach Massgabe der Materialabnahme von dieser Fläche wandert somit das ganze Gerät unter der Wirkung,der Feder 17 in der Führungs stange 14 während der Bearbeitung des Werkstückes langsam nach rechts; die kraft schlüssige Berührung zwischen dem Fest Punkttaster 19 und dem Werkstück bleibt dauernd aufrecht erhalten.
Der Taster 19 bildet erfindungsgemäss sowohl für den Feinzeiger 11, als auch für den Feinzeiger 12 den einen, festen Tast- punkt des Messsystems. Die beweglichen Ta ster, welche die Massanzeigen auf die Skalen der Feinzeiger zu übertragen haben, sind mit 20 und 21 bezeichnet. Sie bilden die End punkte der Übertragungsgestänge 22 und 23, die unter Zwischenschaltung von Winkel hebeln 24 und 25 auf die Messbolzen 26 und 27 arbeiten.
Um der Gefahr des Verklem- mens infolge Verschmutzung durch Schleif schlamm und dergleichen vorzubeugen, sind die Übertragungsgestänge in neuartiger Weise in Parallelogramm-Geradführungen und Spitzenlagern aufgehängt, und zwar wird in beiden Fällen die eine Aufhängung durch einen freischwingenden Körper 28 bezw. 29, die zweite Aufhängung durch den einen Schenkel des Winkelhebels 24 bezw. 25 gebildet.
Um die Gestänge 22 und 23 gegen Verkanten oder Kippen zu schützen und um für die Spitzenlager genügende Stabilität zu erreichen, erhalten die Gestänge 22 und 23 im Bereich ihrer Lagerstellen Plattenform (Abb. 2 und 3). Im übrigen sind sie natür lich der Form der zu messenden Werkstücke so weit angepasst, dass die Tastpunkte 20 und 21. sich unter allen Umständen auf die zu überwachenden Flächen auflegen.
Der Kraft- schluss zwischen den Tastpunkten und dem Werkstück wird hergestellt durch Zugfedern 30 und 31, die einerseits an der Innenwand des Gehäuses 13 befestigt sind, anderseits an dem Winkelhebel 24 bezw. dem Gestänge 23 angreifen.
Um das Gerät hinsichtlich seiner Mess- genauigkeit unabhängig von der Werkstück grösse und von Ungenauigkeiten in seinem Zusammenbau zu machen, sind zum minde sten die Tastpunkte 20 und 21 in einer Ebene angeordnet, die auch die Werkstückdrehachse enthält, im allgemeinen in einer zu dieser Achse parallelen Geraden. Der Festpunkt taster 19 kann, wenn gewünscht, in die glei che Ebene oder Gerade gebracht werden; es genügt aber, wenn er nur möglichst nahe an die beweglichen Tastpunkte herangerückt wird.
Um eine Beschädigung der Feinzeiger 1 und 12 durch unvorsichtige Behandlung beim Ein- und Ausschwenken in bezw, aus Ar beitsstellung auszuschliessen, sind die Über tragungsgestänge 22, 23 und die Winkel hebel 24, 25 mit einer Abhebevorrichtung ausgerüstet, welche es in bekannter Weise gestattet, die Messbolzen 26 und 27 der Fein zeiger vollkommen zu entlasten. Die Ab- hebevorrichtung ist insofern neuartig, als sie nur auf den einen Winkelhebel 24 unmittel bar einwirkt, den zweiten Winkelhebel 25 dagegen nur mittelbar beeinflusst.
Sie be steht aus einem drehbar im Gehäuse 13 ge lagerten Hebel 32, dessen zylindrische Achse 33 gegenüber einer auf dem 'V#Tinkelhebel 24 angeordneten. Nase 34 abgeflacht ist. Beim Hochdrehen des Hebels aus der in Abb. 1 gezeichneten Stellung druckt der zylindrische Teil der Achsenumfangsfläche die Nase 34 nach oben; dadurch wird der zum Gestänge 22 führende Arm des Hebels 24 nach rechts geschwenkt und der Tastpunkt 20 vom MTerkstück abgehoben. Gleichzeitig entfernt.
sich auch der Druckübertragungspunkt am freien Arm von 24 von dem ihm gegenüber liegenden Messbolzen 26 des Feinzeigers 11. Eine Nase 35 am Winkelhebel 24 kommt bei dessen Schwenkung zur Anlage auf dem einen Arm des Winkelhebels 25 und schwenkt auch diesen so aus seiner bisheri gen Stellung aus, dass sich der Taster 21 vom )Verkstück und der Druckübertragungs- punkt am freien Arm von 25 vom Messbolzen 27 des Feinzeigers 12 abheben.
Wie leicht zu erkennen ist, ergibt sich aus der Zwischenschaltung der Winkelhebel 24 und 25 zwischen die Tastergestänge 22, 23 und die Messbolzen 26, 27 der Feinzeiger der besondere Vorteil, dass ein aus Unacht samkeit auf .den Taster 20 oder 21 ausgeüb ter Stoss in Richtung gegen das Gehäuse 13 sich nicht auf die Feinzeiger 11 und 12 über trägt, sondern im Gegenteil das Übertra gungsgestänge von deren Messbolzen abhebt, selbst wenn die oben beschriebene Abhebe vorrichtung ausgerückt ist.
Zur Einstellung der drei Tastpunkte 19, 20 und 21 auf den jeweiligen Krümmungs- radius der Lagerringe dient eine durch Ge genmutter zu sichernde Stellschraube 36 am Arm 10, die sich mit ihrem freien Ende auf einen Teil des Gehäuses 13 stützt und dieses in der notwendigen Stellung hält. Die Ver wendung dieser Stellschraube bietet den Vor teil, dass die Grobeinstellung des Gerätes durch Verschieben des Armes 10 auf seiner Lagerfläche am Werkstückspindelstock ver hältnismässig selten geändert werden mass.
Für die Benützung des Gerätes ist fol gendes zu beachten: Die Feinzeiger 11 und 12 werden in üblicher Weise nach einem Musterwerkstück auf die Fertigmasse a und b eingestellt. In der Ruhestellung liegt das Gerät, wie oben erwähnt, mit seinem Gehäuse 13 auf dem Führungsauge 16 für die Stange 14 und auf der Stellschraube 36 auf. Der Hebel 32 der Abhebevorrichtung ist nach oben gedreht, die Messbolzen 26, 27 .der Feinzeiger sind entlastet.
Zum Einschwenken auf das Werk stück wird das Gerät unter gleichzeitiger Verschiebung nach links - entgegen der Druckwirkung der Feder 17 - so weit von der Schraube, 36 abgehoben, dass die Taster 19 und 20 in den Raum zwischen den beiden Bordflächen 1b und 1c eingeführt werden können. Darauf wird der Festpunkttaster 19 zur Anlage auf der Fläche 1e gebracht, in dem man das Gerät der @Ä'irkung der Feder l7 überlässt.
Das Gehäuse 13 dreht sich gleichzeitig bis zur Anlage auf der Schraube 36 zurück. Nach Ausrücken der Abhebevor- richtung 32 ist das Gerät betriebsfertig.
Zunächst wird nun das Mass b an dem gegen das Messgerät zu liegenden Ringbord fertig geschliffen, das heisst man lässt das Schleifwerkzeuc 4 mit seiner der Schleif spindel zugekehrten Stirnfläche so lange auf der Fläche 1c arbeiten, bis der Feinzeiger 12 das nach dem Musterwerkstück eingestellte Urmass b, das durch eine Marke auf seiner Skala festgehalten sein kann, anzeigt. Dann wird mit der andern Stirnfläche der Schleif scheibe 4 die Fläche 1b bearbeitet, bis nach dem Feinzeiger 11 das Urmass a erreicht ist.
Mit der Bearbeitung des Werkstückes zur Erreichung der Masse a und<I>b</I> wird zweck mässigerweise auch die Bearbeitung auf den gewünschten Durchmesser der Rollenlauf bahn l a verbunden. Zur Überwachung die ser Arbeit kann ebenfalls ein selbsttätig an zeigendes Feinmessgerät bekannter Bauart verwendet werden, das unabhängig von dem im vorausgehenden beschriebenen Gerät an der Maschine angebracht und eingestellt wird. Sein Tasterarm ist in Abb. 1 strich punktiert bei 37 angedeutet.