CH663465A5 - Elektromechanischer messkopf. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Messkopf für Lineardimensionen von mechanischen Werkstücken, insbesondere während der Bearbeitung auf Schleifmaschinen, wobei der Messkopf ein Aussengehäuse, mindestens einen beweglichen Arm, einen an diesem angebrachte Messfühler, eine elastische Vorrichtung, welche den beweglichen Arm in Messrichtung drückt, einen Lagengeber, der ein Signal in Abhängigkeit von der Stellung des bewegliche! Arms erzeugt; eine elektrische Abhubvorrichtung mit einer ersten Element, das aus einem Elektromagneten und einem zweiten Element, das aus einem Anker und einer Justiervor richtung besteht, um die Grösse des Abhubs einzustellen, aufweist.

Herkömmliche elektromechanische Messköpfe für Schleifmaschinen weisen einen oder zwei bewegliche Arme auf, die mit Druckfedern oder ähnlichen Vorrichtungen bestückt sind, um die an den beweglichen Armen angebrachten Messfühler in Berührung mit der Oberfläche eine; Werkstückes zu bringen oder, falls kein Werkstück vorhanden ist, sie in eine Ruhestellung zu führen.

Im Falle von Köpfen mit zwei Messfühlern für die Messung von Innen- und Aussendurchmessern entsprechen die Ruhestellungen dem maximalen und minimalen Abstand zwischen den Fühlern.

Diese Messköpfe sind normalerweise mit einer «Abhubvorrichtung» versehen, um den beweglichen Arm oder die Arme aus der Ruhestellung in eine eingefahrene Stellung zi bringen, die durch mechanische Anschläge gekennzeichnet ist. Damit wird vermittels hydraulischer Schlitten oder ähnlichen Vorrichtungen ein Aufprall der Fühler am Prüfling oder an anderen Hindernissen vermieden, wenn der Messkopf zum Werkstück hin- oder von diesem wegbewegt wird.

Die Abhubvorrichtungen können verschieden ausgelegt sein (Druckluft, hydraulisch usw.), jedoch die meist vorgezc gene Auslegung ist die elektrische Bauart, weil sie einfacher zweckmässiger und sicherer ist. Praktisch hängt beispielsweise eine Druckluftabhubvorrichtung von äusseren Versoi gungsleitungen ab, welche für ihren Betrieb eine Druckluftanlage erfordern, die mit gefilterter Luft und dadurch zusät licher Ausrüstung arbeiten muss.

Es ist offensichtlich, dass auch hydraulische Abhubvorrichtungen unter ähnlichen Nachteilen wie Unzweckmässij keit und mangelnde Sicherheit leiden.

Ausserdem könnte es nötig werden, die Grösse des Abhubes oder Zurückfahrens des Armes in Abhängigkeit von beispielsweise geometrischen Merkmalen des Prüflings einzustellen.

Vor allem darf im Falle von Messköpfen zum Prüfen der Innendurchmesser während der Bearbeitung auf einer Schleifmaschine der Wert des Abhubes nicht zu gross sein, um ein zufälliges Aufprallen der Fühler auf der Schleifscheibe zu verhindern, wenn er in dem zu prüfenden Loch noch angeordnet ist und ziemlich viel von dem durch das Loch gebildeten Raum einnimmt.

Beispielsweise wird nach der italienischen Patentschrift Nr. 664 927 eine regelbare elektrische Abhubvorrichtung ir Messkopf verwendet, um Innendurchmesser zu prüfen. Bei diesem Messkopf zieht ein Elektromagnet in seinen Wicklungen einen Kern an, der an einem seiner Enden mit einer konischen Kopf versehen ist, welcher über zwei Rollen mit beweglichen Armen bewegt und mit diesen zusammenwirk wodurch sich die beiden Fühler gegenseitig annähern. Die Amplitude dieser Bewegung kann durch Nachstellen (über eine Schraube mit Knopf) eines Anschlages eingestellt werden, der die Versetzung des Magnetkerns begrenzt.

In der italienischen Patentschrift Nr. 965 618 ist eine weitere Bauart eines Messkopfes für Innendurchmesser beschrieben, der zwei bewegliche Arme aufweist, die zwei

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Flachanker tragen, welche durch zwei vom Messkopfgehäuse getragene Elektromagneten angezogen werden. Die Grösse des Abhubs oder des Zurückfahrens wird durch Drehung einer Scheibe mit zwei Schlitzen eingestellt, in welchen zwei an den Ankern befestigte Bezugselemente aufgenommen sind.

Wegen des begrenzten an Schleifmaschinen zur Verfügung stehenden Platzes ist es zweckmässig, dass die Messköpfe im allgemeinen ziemlich kleine Abmessungen aufweisen. Wenn ausserdem die Elektromagneten der Abhubvorrichtung verhältnismässig stark sind, so kann dies zu übermässigen Wärmeverlusten führen, welche einen Leistungsabfall des Messkopfes bewirken können.

Wenn jedoch gleichzeitig die Anziehungskraft des Elektromagneten genügend hoch ist, so können als Folge von Schwingungen der Schleifmaschine Störungen bei der Abhubvorrichtung auftreten, beispielsweise eine uner- ' wünschte Freigabe der beweglichen Arme.

Die Abhubvorrichtungen der in den beiden vorerwähnten italienischen Patentschriften erwähnten Messköpfe brauchen für ihre Betriebssicherheit ziemlich starke Elektromagneten, die natürlich übermässige Wärmeverluste mit sich bringen.

In bezug auf den in der ersten der beiden italienischen Patentschriften beschriebenen Messkopf hängt dies einerseits davon ab, dass die Abhubvorrichtung eine Tauchkernkonstruktion aufweist. Ausserdem hängt bei beiden in den vorerwähnten italienischen Patentschriften beschriebenen Messköpfen die durch die Elektromagneten auf den Kern und den Anker beim Zurückfahren der beweglichen Arme ausgeübte Anziehungskraft von der Stellung der Justiervorrichtungen ab, d.h. von der Stellung des Anschlages sowie der der Scheibe in den Schlitzen.

Daher wird bei diesen vorerwähnten Messköpfen ein schlechter Kompromiss zwischen sich gegenseitig abschliessenden Forderungen erzielt wie ihre Abmessungen und geringe Wärmeverluste, Betriebssicherheit der Abhubvorrichtungen, weiter Stellbereich für die Grösse des Zurückfahrens.

Die technische Frage, welche die Erfindung zu lösen trachtet, ist ein Messkopf mit einer einstellbaren Abhubvorrichtung, die sehr betriebssicher ist, einen grossen Verstellbereich aufweist, die Gefahr einer möglichen Freigabe des Zurückfahrens in einer Weise gestattet, die nicht von einer bestimmten Einstellung abhängt, und der schliesslich mit geringen Gesamtabmessungen ausgelegt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein erstes Element der Einstellvorrichtung an einem der Elemente der Abhubvorrichtung befestigt ist, wobei dieses Element und das erste Element der Einstellvorrichtung gleichzeitig einstellbar sind.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt einen teilweisen Seitenschnitt eines Messkopfes mit zwei beweglichen Armen für das Prüfen von Innendurchmessern.

Der Messkopf weist ein Aussengehäuse 1 auf, an welchem zwei seitliche Platten angebracht sind, von denen nur eine, die Platte 2, in der Zeichnung sichtbar ist. Ein im wesentlichen T-förmiger Träger 3 ist an einer Seite des Gehäuses mit Schrauben 4 befestigt.

Zwei Messfühler 5, 5' sollen ein zu messendes Werkstück 6 berühren. Die Messfühler 5,5' sind mit Armen 7,7' verbunden, die aus dem Gehäuse 1 durch Öffnungen 8,8' herausragen. Die in Längsrichtung des Messkopfes verlängerten Arme 7,7' sind mit dem am Gehäuse 1 mit Stiften 9,9' befestigten Element 3 verbunden, wobei die Stifte den Armen Drehbewegungen um Achsen ermöglichen, die zur Ebene der Zeichnung senkrecht stehen.

Jeder Fühler 5, 5' wird mit dem Werkstück 6 durch je eine Rückholfeder 10, 10' in Berührung gehalten, diezwischen den Armen 7,7' und dem feststehenden Element 3 angeordnet sind.

Die Stellung der Arme 7, T wird durch zwei induktive Stellunggeber 11,11' abgegriffen, die je einen ersten Abschnitt 12,12' aufweisen, der hauptsächlich aus elektrischen am Element 3 befestigten Wicklungen besteht und einem Kern 13,13', die über einen Schaft 14,14' mit den Armen 7,7' verbunden sind.

Der Messkopf weist zwei Abhubvorrichtungen mit zwei ersten Elementen auf, die Elektromagnete 15, 15' darstellen und mit zwei zweiten Elementen, die aus scheibenförmigen Ankern 16, 16' bestehen. Die Elektromagnete 15, 15' weisen am Mittelschaft des Elements 3 befestigte Bewegungen auf, deren Zweck darin besteht, die Arme 7, 7' durch Enwirkung auf die Anker 16,16' anzuziehen, welche aus mit den Armen 7,7' verbundenen ferromagnetischen Scheiben bestehen.

Im Mittelpunkt der Anker 16, 16' sind halbkugelförmige Karbidanschläge 17, 17' angeordnet, die mit anderen Anschlägen 18, 18' zusammenwirken, welche an den Bewehrungendes Elektromagneten 15,15' befestigt sind. Die Anschläge 17, 17' bilden Justiervorrichtungen für das Abheben oder Zurückfahren.

Die Einstellung des Abhebens erfolgt durch axiale Versetzungen der Anschläge 17, 17' durch Ein-oder Ausschrauben von zwei Schraubenschäften 19, 19', die mit den Ankern 16, 16' einstückig ausgeformt sind, in entsprechende Gewindebohrungen 20,20' der Arme 7, 7'. Die Schäfte 19, 19' liegen senkrecht zu den Armen 7, 7' und sind auch senkrecht zu diesen verstellbar, d.h. praktisch in einer zur Messrichtung der Arme 7, 7' parallelen Richtung. Zwischen den Wänden der Bohrungen 20, 20' und der Schäfte 19, 19' sind Reib- oder Bremselemente eingesetzt, die aus den Gewindeschneideinsätzen 21,21' bestehen, welche die Betriebssicherheit und Stabilität der Einstellung gewährleisten.

Um diese Einstellung durchzuführen, gibt es die Möglichkeit des Zuganges von aussen durch Einführen eines Schraubenziehers in Schlitze an den Enden der Schäfte 19, 19'

durch zwei Öffnungen 22,22', die im Gehäuse 1 ausgeformt sind und mit den Bohrungen 20, 20' fluchten und unter Betriebsbedingungen durch die Kappen 23, 23' verschlossen sind.

Bei Veränderung der Einstellung des Abhubs bleibt der Luftspalt zwischen jedem Elektromagneten 15, 15' und den zugeordneten Ankern 16, 16' bei Betätigung des Zurückfahrens konstant und sehr gering, da er insgesamt durch die Dicke der Anschläge 17,17' bestimmt wird.

Zwei Anschläge 24, 24' sind an zugeordnete Schraubenschäfte 26, 26' befestigt, die über zwischengeordnete Schrau-benschneideinsätze 28, 28' mit den Oberflächen der Gewindebohrungen 27, 27' des Aussengehäuses 1 in Eingriff stehen. Zwei weitere Karbidanschläge 25, 25' sind an den Armen 7, 7' befestigt und wirken mit den Anschlägen 24, 24' zusammen, wobei sie den Hub der Arme begrenzen, während sie in den Messrichtungen laufen und damit die sogenannte Ruhestellung schaffen. Um diesen gesamten Hub zu justieren müssen die Schäfte 26, 26' eingestellt werden.

Mit nicht gezeigten Dichtungen versehene Dichtungsbohrungen 8, 8' ermöglichen gleichzeitig die Bewegung der beweglichen Arme 7, 7'. Um die Versetzung der beweglichen Arme 7,7' zu dämpfen kann der Innenraum des Messkopfes mit Silikondämpfungsflüssigkeiten gefüllt werden.

Die runden Flächen der Anker 16, 16', die den freien Enden oder den Grundflächen der Elektromagneten 15, 15' zugekehrt sind, weisen fast identische Abmessungen mit denen dergleichen Grundfläche auf, wodurch sich ein hohes

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Verhältnis zwischen den von den Elektromagneten 15,15' auf die Anker 16, 16' ausgeübten Bezugs- oder Abhubkräften und den planmässigen Abmessungen der gesamten Abhubvorrichtung ergibt.

Gleichzeitig kann man die Grösse des Abhubs in einem ziemlich breiten Bereich (z.B. einige wenige Millimeter) einstellen, weil die von den Elektromagneten 15,15' auf die Anker 16,16' ausgeübten Abhubkräfte nicht von einer speziellen Einstellung der Anker 16,16' oder der der Anschläge 17,17' gegenüber den beweglichen Armen 7, T abhängen, wenn diese zurück- oder eingefahren sind.

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Nach Einschalten des Abhubvorganges können die Elektromagneten mit weniger Strom versorgt werden, wodurch sich eine geringere Wärmeableitung ergibt, wobei jedoch gleichzeitig eine sichere Dauer des Abhubes gewährleistet ist. s Der vorstehend beschriebene Messkopf gewährleistet auch hohe Genauigkeiten der Abhubvorrichtung, da sich die zurückgefahrene Stellung durch den Kontakt zwischen den halbkugelförmigen Oberflächen der Anschläge 17,17' und den ebenen Flächen der Anschläge 18,18' ergibt und kaum io durch Staub oder andere Fremdstoffe beeinflusst wird, die möglicherweise in den Messkopf eindringen können.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

663465 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektromechanischer Messkopf zum Prüfen von linearen Abmessungen mechanischer Werkstücke, insbesondere während der Bearbeitung auf Schleifmaschinen, mit einem Aussengehäuse, mindestens einem beweglichen Arm, einem mit dem beweglichen Arm verbundenen Fühler, einer elastischen Vorrichtung, welche den beweglichen Arm in Messrichtung drückt, einem Stellungsgeber, der ein Signal in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Arms erzeugt, einer elektrischen Abhubvorrichtung mit einem aus einem Elektromagneten bestehenden ersten Element und einem aus einem Anker bestehenden zweiten Element sowie mit einer Einstellvorrichtung, um die Grösse des Abhubes einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Element der Einstellvorrichtung (17; 17') an einem (16,16')der Elemente(15,16; 15', 16') der Abhubvorrichtung befestigt ist, wobei dieses Element (16; 16') und das erste Element der Einstellvorrichtung (17 ; 7') gleichzeitig einstellbar sind.

2. Messkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element der Einstellvorrichtung einen ersten am Anker ( 16 ; 16' ) befestigten mechanischen Anschlag (17; 17') aufweisen und, dass ein zweiter mechanischer Anschlag ( 18 ; 18 ' ) mit dem Elektromagneten ( 15 ; 15 ' ) verbunden ist, wobei der erste und zweite Anschlag (17,18; 17', 18') einander berühren sollen, um die Grösse des Abhubes zu bestimmen.

3. Messkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er einen am Gehäuse (1) befestigten Träger (3) aufweist, dass der Elektromagnet ( 15 ; 15 ' ) mit dem Träger (3) und der Anker (16; 16') in verstellbarer Weise mit dem beweglichen Arm (7 ; 7' ) verbunden sind.

4. Messkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker ( 16 ; 16' ) im wesentlichen scheibenförmig ausgeformt ist und einem Ende des Elektromagneten (15, 15') zugekehrt ist.

5. Messkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (16; 16') mit dem beweglichen Arm (7; 7') über eine Spindel (19; 19') durch eine Schraubverbindung (21 ; 21 ' ) verbunden ist.

6. Messkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste mechanische Anschlag ( 17 ; 17 ' ) mit dem Anker (16; 16') an einer Stelle verbunden ist, welche dem Mittelpunkt des Ankers (16; 16') entspricht.

7. Messkopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung einen Einsatz ähnlich einem Gewindeschneideinsatz (21 ; 21 ') aufweist.

8. Messkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) Bohrungen (22; 22') aufweist, um von aussen an die Einstellvorrichtung (19,17; 19', 17') gelangen zu können.

9. Messkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anschläge ( 17 ; 17 ') eine gekrümmte und der andere (18; 18') eine ebene Oberfläche aufweist.

10. Messkopf nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 bis 9 mit einem zweiten beweglichen Arm, einem zweiten Messfühler, einer zweiten elastischen Vorrichtung, einem zweiten Stellungsgeber, einer zweiten Abhubvorrichtung sowie einer zweiten Einstellvorrichtung, wobei das Gehäuse eine Vorderseite mit Bohrungen zur Durchführung der beweglichen Arme und eine Rückseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) an der Rückseite des Gehäuses ( 1 ) befestigt ist und die beweglichen Arme (7,7' ) sowie die Elektromagneten (15,15') trägt.