Rundlaufmess- und -anzeigevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Rundlaufness-und -anzeisev3rrichtung, die zur Prüfung der Zentrierung des Spannfutters einer Werkzeugmaschine oder zur Prüfung von Rotationsflächen, welche z. B. von Drehbänken erzeugt werden, verwendet werden kann.
Die bekannten Rundlaufmess- und -anzeigevor- richttmgen dieser Art besitzen einen Schaft, welcher in ein Spannfutter eingesetzt wird, eine durchsichtige rohrförmige Skala in welcher eine Zeigerscheibe beweglich angeordnet ist, ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse schwenkbar angebrachten Schwenkarm, der aus dem Gehäuse herausragt und an seinem freien Ende einen drehbar an ihm angeordneten Kontaktzeiger trägt, wobei Übertragungsmittel zwischen dem Kontaktzeiger und der Zeigerscheibe vorgesehen sind, durch welche sehr kleine Bewegungen des Kontaktzeiger, die ihm durch Berührung mit einer Rotationsfläche erteilt werden, auf die Zeigerscheibe mit vielfach vergrössertem Massstab übertragen werden.
Bei den bisher bekannten Geräten dieser Art werden zur Einstellung der relativen Lage der Scbwenkhebelanordnung zum Gehäuse mittels Stell schrauben oder Schraubenbolzen vorgenommen, wobei die Einstellung nur bei stillstehendem Gerät vorgenommen werden kann.
Ein Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines solchen Gerätes, bei welchem die Einstellung der Schwenkarmanordnung auf Wunsch des Benutzers während der Drehbewegung des Gerätes und ohne Einstellschrauben oder -schraubenbolzen vorgenommen werden kann. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der als Träger für einen an ihm schwenkbar angeordneten und mit dem Anzeiger in zusammenwirkender Verbindung stehenden Berührungszeiger ausgebildete Schwenkarm der Schwenkarmanordnung in dem Messgehäuse schwenkbar gelagert ist, in welchem ausserdem eine Einstelleinrichtung zur Verstellung der Lage der Schwenkarmanordnung angeordnet ist, welche eine auf dem Mess gehäuse lose drehbar angebrachte Einstellkappe aufweist, die während einer Drehbewegung von Hand festgehalten werden kann,
und dass an der Einstellkappe und an der Schwenkarmanordnung miteinander in Eingriff stehende Obertragungsmittel vorgesehen sind, durch welche bei einer Relativdrehung von Messgehäuse und Einstellkappe die Schwenkarmanordnung um einen Lagerbolzen im Messgehäuse geschwenkt wird.
Weitere Einzelheiten sind in der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform der Vor richtung in Vorderansicht mit : dem Schwenkarm in verschiedenen Stellungen,
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gerät nach der Linie 3-3 der Fig. 1, bei dem die oberen Teile des Gerätes mit den Skalenträger der Verbindungsmutter und der Schwenkarmeinstellkappe fortgelassen sind,
Fig. 4 die Schwenkarmanordnung ohne die übrigen Teile des Gerätes in Seitenansicht, unter Fortlassung des drehbaren Kontaktzeigers in Seitenansicht,
Fig. 5 und 6 die gleichen Teile wie in Fig. 4 in einer um 900 versetzten Seitenansicht und in Draufsicht,
Fig. 7 und 8 die Schwenkarmanordnung ohne die übrigen Teile des Gerätes, insbesondere ohne den Kontaktzeiger und die oberen Teile, in Seitenansicht, mit dem Schwenkarm in verschiedenen Stellungen,
Fig. 9 die gleiche Anordnung im Vertikalschnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8,
Fig.
10 eine Ausführungsform der Schwenkarm anordnungs-Einstellkappe in Ansicht von unten,
Fig. 11 das Gerät in Draufsicht,
Fig. 12 das Gerät im vertikalen Mittelschnitt nach der Linie 12-12 der Fig. 11 mit teilweise fortgelassenem Schwenkarm,
Fig. 13 die gleiche Darstellung wie in Fig. 12, mit der Zeigerscheibe und den Antriebsmitteln für diese in anderer Stellung,
Fig. 14 das Messgerät- oder Getriebegehäuse und den Getriebeteilen zwischen Schwenkarmhebel und der Zahnstange für die Zeigerscheibe in Vorderansicht, in vergrössertem Massstab,
Fig. 15 die gleiche Anordnung wie in Fig. 14 in Draufsicht bzw. im Horizontalschnitt nach der Linie 15-15 der Fig. 14,
Fig. 16 einen Teil des Getriebes nach Fig. 14 und 15 im Schnitt nach der Linie 16-16 der Fig. 15 und in Rückansicht entgegengesetzt zur Fig. 14.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Rundlaufmess- und -anzeige- vorrichtung weist dieses einen Schaft 20, eine damit einstückig verbundene Kappe 21, einen durchsichtigen, rohrförmigen Skalenträger 22, der mit seinem oberen Ende an der Kappe 21 und an dem unteren Ende mit einer Verbindungsmutter 23 verbunden ist, in welche ein mit Aussengewinde versehener hohler Gewindezapfen 24, mit einer mit Öffnung 26 versehenen Platte 25 eingreift. Die Platte 25 bildet die Deckplatte eines Gerätegehäuses 27, welche mittels Schrauben 29 (Fig. 3) mit dem oberen horizontalen Teil 28 (Fig. 7) des Vorrichtungsgehäuses 27 verbunden ist.
Ein Ringflansch oder -steg 30 ragt von der Platte 25 nach oben, auf welchem lose drehbar eine aussen gerändelte Kappe als Einstellkappe für die Schwenkarmanordnung 31 gelagert ist, wie sie in Fig. 10 für sich allein dargestellt ist.
Die Kappe 31 besitzt an ihrer Unterseite eine Schneckenverzahnung 32. Der Randsteg der Kappe 31 ruht auf dem Rand der Platte 25, und der hohle Gewindezapfen 24 ragt durch eine kreisrunde Öffnung 33 der Kappe 31 hindurch. Die mit Innengewinde versehene Verbindungsmutter 23 berührt die Oberseite der Kappe 31, wenn die Teile zusammengesetzt sind, wie das aus Fig. 1, 2, 12, 13 zu ersehen ist, und dient der Kappe 31 als Führung. Das Gehäuse 27, die Platte 25, die Mutter 23, der Skalenträger 22 und der Schaft 20 werden so zu einem Ganzen zusammengehalten, die mit Rändelung versehene Kappe 31 ist dabei lose drehbar auf der Platte 25 und kann so eine relative Drehbewegung zu den übrigen vereinigten Teilen des Gerätes ausführen, wie noch im nachfolgenden erklärt wird.
Eine im Ganzen mit 35 bezeichnete Schwenkarmanordnung ist drehbar in dem Gehäuse 27 gelagert und ragt aus diesem durch eine Öffnung heraus, wie aus Fig. 1, 2, 7, 8 ersichtlich. Die Schwenkarmanordnung 35 umfasst einen Schwenkarm 36, der an seinem oberen Ende mit einem Bügel 37 verbunden ist, welcher eine vertikal angeordnete ebene Lagerplatte 38 mit zentraler Öffnung 39 besitzt. Die Schwenkhebelanordnung 35 ist im Gehäuse 27 mittels eines durch die Gehäusewand hindurchgeführten Gewindebolzen 40 in dem Gehäuse 27 drehbar gelagert, der an seinem inneren Ende einen verbreiterten, flachen Kopf 41 besitzt. Beiderseits der Platte 38 ist auf dem Bolzen 40 je ein Gleitscheibenzahnrad 42 angeordnet, welches mit der Platte 38 nach Fig. 9 nur in Reibungsverbindung steht, die eine Mitnahme bewirkt.
Eine auf das mit Gewinde versehene Ende des Bolzens 40 aufgeschraubte Federmutter 43 zieht den flachen Kopf 41 nach rechts und presst alle auf dem Bolzen 40 befindlichen Teile wie die Platte 38 und die Gleitscheibenzahnräder 42 gegeneinander und hält sie in nachgiebiger Reibungsverbindung miteinander. Der Schwenkarm 36 und ein Teil des Bügels 37 ragen durch eine Öffnung im Gehäuse 27 nach aussen wie das aus Fig. 7 und 8 ersichtlich ist.
Der Schwenkarm 36 trägt an seinem unteren Ende auf einem Zapfen 46 einen Bearbeitungsflächenkontaktzeiger 45, der an seinem inneren Ende zwei Arme 47 aufweist, die von ge;enüberliegen- den Seiten auf einen bei 49 im Schwenkarm 36 drehbar gelagerten ungleicharmigen Hebel 49 einwirken.
Die zusammenwirkenden Verbindungen zwischen dem Bearbeitungsflächenkontaktzeiger 45 und der Zeigerscheibe 51 sind in den Fig. 12-16 dargestellt.
Eine Stange 50 mit unterem gezahnten Teil 55 trägt eine horizontal und von aussen sichtbar angeordnete Zeigerscheibe 51, die über eine Mess skala 56 des durchsichtigen rohrförmigen Teils 22 spielt. Die Stange ist an ihrem oberen Ende 52 axial lose beweglich in einem Federgehäuse 53 mit Schraubenfeder 54 geführt. Das untere Ende der Stange 50 ist als Zahnstange 55 ausgebildet. Vertikale Bewegung der Zahnstange 50, 55 lässt die Zeigerscheibe 51 zu der Skala 56 (Fig. 12, 13) aufund abwärtsbewegen.
Die Stange 50 mit dem unteren Zahnstangenteil 55 wird durch folgenden Mechanismus angetrieben. Der Bearbeitungsflächenkontaktzeiger 45 erfährt eine Schwenkbewegung durch seine Berührung mit ungenauen Bearbeitungsflächen, welche von ihm über seine Arme 47 auf den Hebel 48 übertragen wird, die sich immer in eine positive Bewegung des oberen Hebelendes nach rechts auswirkt, wie dies aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, gleichgültig, ob der Kontaktzeiger 45 nach links oder rechts bewegt wird. Das obere freie Ende des Hebels 48 erstreckt sich durch den Schwenkarm 36 und eine entsprechende Bohrung 57 im Bügel 37 nach oben und legt sich gleitend gegen einen horizontalen Anschlagstift 60 an einem Zahnsegment 61, das wiederum um einen Zapfen 62 drehbar ist, der in einer mit dem Gehäuse 27 starr verbundenen Platte 63 mittels Schrauben 64 befestigt ist (Fig. 14).
Bei Drehbewe gung des Zahnsegmentes 61 beschreibt der Anschlagstift 60 einen Kreisbogenweg um den Drehzapfen 62 und kreuzt das axiale Zentrum des Bolzens 40, über welchen die Schwenkarmanordnung 35 mittels der Platte 38 schwenkbar gelagert ist. Ein Anschlagstift 65 am Zahnsegment 61 begrenzt diese Drehbewegung des Zahnsegmentes 61, indem sie sich gegen die ortsfeste Platte 63 legt (Fig. 14). In dieser Stellung liegt der Anschlagstift 60 koaxial zum Bolzen 40, der das axiale Zentrum der Schwenkarm anordnung darstellt.
Dies ist die Stellung, in welcher der Kontaktzeiger 45 dem Hebel 48 keine Bewegung erteilt, der jedoch mit dem Anschlagstift 60 in Berührung und in Bereitschaft steht, sofort jede Be wegung des Kontaktzeigers 45 auf das Zahnsegment 61 zu übertragen, wenn eine solche durch irgendeinen Druck auf den mit der Bearbeitungsfläche in Berührung stehenden Kontaktzeiger 45 ausgelöst wird.
Die Konstruktion ist so ausgestaltet, dass der Scheibenzeiger 51 stets Null anzeigt, gleichgültig, ob die Schwenkarmanordnung eine Lageneinstellung erfahren hat. Der Scheibenzeiger 51 reagiert jedoch sofcrt auf eine beliebige Bewegung des Kontaktzeigers 45, wenn eine solche durch die Berührung des Kon takt zu : zeigers 45 mit der zu prüfenden Bearbeitungs- fläche ausgelöst wird. Die gleitende Berührung zwischen Hebel 48 und Anschlagstift 60 an dem Zahnsegment 61 gestattet Einstellung der Schwenkarmanordnung 35 ohne eine unerwünschte Bewegung des Scheibenzeigers 51 und demzufolge eine falsche Anzeige zu bewirken, da es erwünscht ist, dass der Scheibenzeiger 51 nur auf eine Bewegung des Kon taktzeigers 45 anspricht, die durch seine Berührung mit der zu prüfenden Bearbeitungsfläche veranlasst werden könnte.
Die Zähne des Zahnsegments 61 stehen mit den Zähnen eines kleinen Zahnrades 66 in Eingriff, das oben mit einem grösseren Zahnrad 67 auf der gleichen Welle 68 verbunden ist (Fig. 14-16), die in der ortsfesten Platte 63 und im feststehenden Gehäuse 27 gelagert ist. Die Zähne des Zahnrades 67 kämmen mit den Zähnen des auf der ebenfalls in der Platte 63 und dem Gehäuse 27 gelagerten Welle sitzenden Zahnritzels 69. Das Zahnritzel 69 greift in die Zähne 55 der Stange 50 ein, welches sich mit ihrer gegenüberliegenden Seite gegen eine Rolle 71 legt.
Auf diese Weise wird eine dem Kontaktzeiger 45 durch die von ihm abgetastete Bearbeitungsfläche erteilte Bewegung über die 47 auf den drehbaren Hebel 48, von diesem über den mit dem Hebel 48 in Gleitbeiuhrung stehenden Anschlagstift 60 auf das Zahnsegment 61, von diesem über Zahnräder 66, 67 auf das Zahnritzel 69 und von diesem schliesslich auf die LLhne 55 der Zahnstange 50 übertragen, an welcher die Zeigerscheibe 5 i befestigt ist.
In Fig. 12 ist die Zeigerscheibe 51 in Nullstellung zur Skala 56 am Skalenträger 22 gezeigt, in welcher die Drehlage des Zahnsegmentes 61 so ist, dass der Anschlagstift 60 an dem Zahnsegment 61 koaxial zum Bolzen 40 dem axialen Zentrum der Schwenkarmanordnung 35 angeordnet ist. Fig. 13 zeigt den Hebel 48 und das Zahnsegment 61 in der Lage, nachdem der Kontaktzeiger 45 den Hebel 48 nach rechts bewegt und dieser über den Anschlagstift 60, das Zahnsegment 61 und die Zahnräder 66, 67, 69 die Zahnstange 50 nach oben bewegt, so dass die Zeigerscheibe 51 bis zu einem Skalenpunkt oberhalb der Nullinie der Skala 56 am Skalenträger 22 angehoben wird, wodurch angezeigt wird, dass auf dem Kontaktzeiger 45 durch Ungenauigkeiten der mit dem Kontaktzeiger 45 in Berührung gebrachten Bearbeitungsoberfläche ein Druck ausgeübt wurde. Sobald dieser Druck beseitigt ist (z.
B. durch Einstellung der Bearbeitungsfläche) bewegt sich der Hebel 48 wieder nach links und kehrt in die Stellung nach Fig. 12 und 14 zurück, in welcher der Anschlag 65 am Zahnsegment 61 wieder an der Platte 63 anliegt und der An sclalagstift 60 wieder koaxial zum Bolzen 40 als Zentrum der Schwenkarmanordnung 35 verläuft. So ist der Stift 60 wieder in zentrischer Lage, unbeachtet, welche Lage die Schwenkarmanordnung 35 einnimmt, und das Zahnsegment 61 ist in Bereitschaft, sofort auf jede beliebige Bewegung des Kontaktzeigers 61 zu reagieren, die auf ihn durch den Hebel 48 und den Anschlagstift 60 am Zahnsegment 61 übertragen wird.
Die Wirkungsweise der Schwenkarmanordnung ist aus den Fig. 1 bis 10 zu ersehen. Die Schwenkarmanordnung 35 kann relativ zu dem Gehäuse 27 um einen vorbestimmten Schwenkbereich mit einem Durchmesser von beispielsweise 13 cm geschwenkt werden, wie dies aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist.
Es kann erwünscht sein, den Kontaktzeiger 45 auf das axiale Zentrum des Spannfutters auszurichten, in welchem die Vorrichtung mit ihrem Schaft 20 eingespannt ist, oder die Vorrichtung kann dazu benutzt werden, Ungenauigkeiten am Rand eines Werkstückes zu bestimmen, das eine Öffnung oder Bohrung mit einem Bereich zwischen einem kleinen Loch bis zu einem grösseren bis etwa 13 cm Durchmesser zu bestimmen oder festzustellen. Zuerst wird die Schwenkarmanordnung von Hand in die gewünschte Lage relativ zu dem Werkstück gebracht.
Dann wird die Feineinstellung durchgeführt, während die Vorrichtung durch das Spannfutter in Um drehung versetzt ist, was durch Festhalten der gerändelten Einstellkappe 31 von Hand bewerkstelligt wird, während der übrige Teil der Vorrichtung rotiert. Die Schneckenverzahnung 32 an der Einstellkappe 31 wirkt auf die Reibscheiben- Schnecken- räder 42 ein, welche durch die Öffnung 26 der Platte 25 hindurchragen und auf dem Bolzen 40 in Drehung versetzt werden und durch ihre Reibungsverbindung mit der Scheibe 38 als Teil des Schwenkarmanordnungsbügels 37 der Schwenkhebelanordnung 35 der letzteren auf dem Bolzen 40 ebenfalls eine Schwenkbewegung erteilt, bis der Schwenkarm 36 mit seinem Kontaktzeiger 45 in der gewünschten Anschlaglage mit der zu prüfenden Bearbeitungsfläche ist.
Wenn der Bedienungsmann der Vorrichtung die Einstellkappe 31 durch Festhalten von Hand zum Stillstand bringt, kann die Schwenkarmanordnung 35 über ihren Bewegungsbereich oder über die Grenze ihrer Bewegung nicht weiter bewegt werden, weil dann die Reibungsverbindung zwischen Schneckenradscheiben 42 und der Scheibe 38 des Bügels 37 aufhört und Gleitbewegung zwischen ihm einsetzt, so dass keine Beschädigung der Teile der Schwenkanordnung erfolgen kann.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist das Zahnsegment 61 mit neunzig Zähnen, das kleine Zahnrad 66 mit 24 Zähnen, das grössere Zahnrad 67 mit 40 Zähnen und das Zahnritzel 69 mit 16 Zähnen ausgestattet. Diese Zahnradübersetzung bringt eine Übersetzung der Bewegungsübertragung von dem Kontaktzeiger 45 nach der Zeigerscheibe 51 auf der Zahnstange 50.
Das Gewicht der Zahnstange 50 und das Hebelgewicht des Zahnsegmentes 61 gleichen sich aus, so dass das Zahnsegment 61 kleinste Bewegungen in verstärktem Masse auf der Zahnstange 50 und die Zeigerscheibe 51 überträgt, welche auf die kleinsten Bewegungen des Kontaktzeigers 45 reagiert.
In den Einzelheiten der Ausbildung und Anordnung der einzelnen Teile der Vorrichtung können zahlreiche Abänderungen vorgenommen werden, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird.