DD146266A1

DD146266A1 - Einrichtung zum rundlaufkorrigieren rundvorbearbeiteter werkstuecke waehrend ihres rotationsumlaufes

Info

Publication number: DD146266A1
Application number: DD21604279A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Hahn; Helmut Schwabe; Rolf Schwager
Original assignee: Hartmut Hahn; Helmut Schwabe; Rolf Schwager
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1981-02-04

Abstract

Einrichtung zum Rundlaufkorrigieren rundvorbearbeiteter Werkstuecke waehrend ihres Rotationsumlaufes, vorzugsweise in mit Drehfutter an der Arbeitsspindel ausgestatteten Drehmaschinen, um achsfluchtend zur Erstrundbearbeitung ein fuer die Zweit- oder Wiederholrundbearbeitung im Drehfutter fest eingespanntes Werkstueck zum einwandfreien Rundlauf korrigieren zu koennen mittels mitumlaufender Stellglieder, die waehrend des Rotationsumlaufes des Werkstuecks das Drehfutter mit dem eingespannten Werkstueck bei Stellwirkrichtung in zwei winkelig zueinanderstehenden Axialebenen parallel zur Mittenlaengsachse der Arbeitsspindel quer verstellen, dabei als Stellmittel zwei ineinander gefuehrte und gelagerte und gegen einen Adapterflansch an der Arbeitsspindel einerseits und dem an dem Adapterflansch querbeweglich angeordneten Drehfutter andererseits sich abstuetzende Ringexzenter verwendet sind, die, gesteuert ueber Betaetigungsvorrichtungen nach Steuerausgangssignalen einer Vergleichereinheit,der zum Vergleichen des relativen Stellungsbezuges der Drehspindel und der Stellmittel gegenueber dem Werkstueckrundlauf Positionssignale zugeleitet sind,die Rundlaufkorrektur ausfuehren, anschlieszend diese Stellmittel gegenueber der Arbeitsspindel fixiert werden ueber je eine Verriegelungseinheit am Adapterflansch. Die Einrichtung ist zweckmaeszigerweise anzuwenden bei selbsttaetigem Werkstueckzufuehren bzw. Werstueckwechseln.

Description

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Titel der Erfindung

Einrichtung zum Rundlaufkorrigier en rundvorbearbeiteter Werkstücke während ihres Ro.tationsumlaufes

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist zweckmäßig insbesondere in Werkzeugmaschinen, vorzugsweise in mit Drehfutter an der Arbeitsspindel ausgestatteten Drehmaschinen anzuwenden zur rundlaufgenauen Zweit- oder Wiederholbearbeitung von rundvorbearbeiteten Werkstücken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach DE-OS Λ 552 492 ist eine "Einrichtung zur exakten kreisförmigen Drehung eines Teiles" bekannt. Ein das exakt kreisförmig um seine Mittenlängsachse zu drehende Teil (Werkstück) ist hierbei auf einem drehbaren Teil, beispielsweise einem Tisch, aufgenommen, das mit seiner spielfreien Drehlagerung im tragenden Grundgestell?über je zwei in jeweils einer von zwei winklig zueinanderstehenden Axialebenen angeordneten Armen mit jeweils an den Enden sich befindenden piezoelektrischen Stellgliedern, verbunden ist. An dem Tisch ist konzentrisch zu seiner Drehlagerung eine kreisförmige Markierung angebracht, deren Abweichungen bei Drehung des Tisches in Bezug zu. vorhandenen Zielachsen feststehender Abtastmittel fortlaufend selbsttätig bestimmt und Steuerungseinrichtungen zugeführt werden. Die

Steuerungseinrichtungeri dann eine Verstellung der Dr.ehlagerung des Tisches in der Weise herbeiführen, daß der Tisch während seiner Drehung die Sollbewegung entsprechend einer exakten kreisförmigen Drehung ausführt. Aus der Darstellung der v.g. Erfindung ist schlüssig, daß ein einwandfreier Rundlauf drehbarer Teile zu realisieren möglich ist und eine exakte kreisförmige Bewegung bei -der Drehung eines Teiles (Werkstückes) wird auch bei längerem Gebrauch der Einrichtung noch Bestand haben, insbesondere, wenn dieselbe ausschließlich als Prüfeinheit für Rundheitsnormalien, jedoch nicht für eine Bearbeitung von Teilen (Werkstücken) auf Werkzeugmaschinen eingesetzt ist. Für eine, bei spanender Bearbeitung z.B. notwendiger Weise aufzugebenden höheren Drehzahl an das dazu rundzubewegende Teil ist die Erfindung ungeeignet und für eine dergleichen Anwendung in horizontaler Bearbeitungslage überhaupt nicht geeignet, weil die Stellglieder die Korrekturwege nur kraftschlüssig übertragen bei geringem inneren Formschluß der Stellglieder selbst.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, um materialökonomische Verluste durch höhere Bearbeitungszugaben zu vermeiden, bei geringer Hilfszeit zur technischen Vorbereitung rundvorbearbeitete Werkstücke zur Zweit= oder Wiederholbearbeitung, vorzugsweise auf einer Drehmaschine, rundlaufexakt einzuspannen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für rundvorbearbeitete Werkstücke achsfluchtend zur Erstrundbearbeitung für di'e Zweit= oder Wiederholbearbeitung ein Einspannen der Werkstücke in Werkstückaufnahmen insbesonders -an Werkzeugmaschinen, vorzugsweise an Drehmaschinen bei einwandfreiem Rundlauf der

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Werkstücke rait Stellgliedern für eine Korrektur des Rundlaufes der Werkstücke, die die Korrekturwege kraft- und formschlüssig übertragen und die in ihrer Korrekturstellung fixierbar sind, zu erreichen.

Die vorliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zum Rundlaufkorrigieren rundvorbearbeiteter Werkstücke während ihres Rotationsumlaufes, insbesonders in Werkzeugmaschinen, vorzugsweise in mit Drehfutter an der Arbeitsspindel ausgerüsteten Drehmaschinen geschaffen wird, wobei das werkstückaufnehmende Teil über in zwei winkelig zueinanderstehenden Axialebenen wirkende Verstellmittel mit einem drehbaren ortsgebundenen Verbindungsstück verbunden gehalten ist und die Rundlaufabweichung des Werkstücks, gleich der Abweichung von der exakten kreisförmigen Drehung eines Teiles (Werkstückes), in Stellungsrelation zur Lage der Axialebenen als die V/irkrichtung der Verstellmittel erfaßt wird. Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das von der Arbeitsspindel 1 durch das Verbindungsstück rotationsumlaufbewegte Drehfutter 4 mit dem darin fest eingespannten rundvorbearbeiteten Y/erkstück 5 für eine Veränderung der Mittenlängsachslage des Drehfutters 4 zusammen mit der des Werkstückes 5 parallel zur Mittenlängsachse 6 der Arbeitsspindel 1, das Drehfutter 4 an diesem Verbindungsstück quer geführt und drehmitnahmefest gehalten ist, als Verstellmittel, mit der V/irkrichtu*ng senkrecht auf die Mittenlängsachse 6 der Arbeitsspindel 1, mitumlaufende, direkt oder indirekt zu betätigende erste Stellelemente in der einen Axialebene sowie dergleichen zweite Stellelemente in der anderen Axialebene vorhanden sind, an die Stellelemente getrennt Kontaktverbindungselemente heranbringbar sind für die Kopplung der Stellelemente je Axialebene an je eine Betätigungsvorrichtung, die je mit einem Steuerausgang 19; 20 einer Vergleichereinheit 21 signalverbunden ist, wobei diese selbst mit einem basisverbundenen Prüfkomparator 22 am Werkstück 5, einem Drehwinkelstellungsanzeiger 23 an der Arbeitsspindel 1 und jeweils

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einem Impulszählaufnehmer 17; Ί8 nahe den an der Werkzeugmaschine befestigten Stellungsbezugsgebern der Verstellmittel wirkverbunden ist.

Dem Verwendungszweck entsprechend ist das Verbindungsstück an der Arbeitsspindel 1 für das Drehfutter 4 dabei als ein mit einem einseitig überkragenden Außenring 3 ausgestatteter Adapterflansch 2 gestaltet, an dem das Drehfutter 4 stirnplanseitig frei geführt und gehalten ist, und als erste Stellelemente ist ein erster Ringexzenter 7 vorhanden; der das Drehfutter 4 an dem der Y/erkstückeinspannung abseitigen Ende außenperipher geführt umfaßt und als zweite Stellelemente ist ein zweiter Ringexzenter 8 vorhanden, der im überkragenden Außenring 3.am Adapterflansch 2 innenperipher geführt anliegt, beide Ringexzenter 7; 8 sind außerdem gegenseitig ineinander geführt und gelagert.

Die Verstellmittel für das Drehfutter 4, der erste Ringexzenter 7 sowie der zweite Ringexzenter 8 sind einseitig auswärts je zu einem Ringscheibenflansch 9; ΊΟ erweitert, so daß beide nebeneinander und zueinander parallel im Freiraum um das Drehfutter 4 verstellbar sind, zweckentsprechend wird dazu jeder Ringscheibenflansch seitwärts und/oder außen peripher als Kontaktverbindungselement von je einem ortsfest gehaltenen Bremssattel 11; 12 umfaßt, der beispielsweise von je einem Elektro-Zugmagnet 13; 14 als Betätigungsvorrichtung getrennt betätigbar ist.

Desweiteren sind an jedem der Ringscheibenflansche 9; 10 ringplanseitig außen, in Kreisform konzentrisch zur Mittenlängsaohse 6 der Arbeitsspindel 1 angeordnet, als Stellungsbezugsgeber der Verstellmittel jeweils Impulserzeugungsinkremente 15; 16 angebracht, in deren unmittelbarer Nähe sich basisfest die Impulszählaufnehmer 17? 18 befinden.

Zur Minderung der Flächenreibung si-nd an den Berührungsstellen der Führungsflächen der Ringexzenter 7; 8 ineinander so·⁵· wohl, als auch gegenüber dem Außenring 3 des Adapterflansches 2 bzw. dem Drehfutter 4 beispielsweise Nadellagerrollen 24 ringlagerförmig angeordnet.

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Letztlich sind für das Fixieren der Ringexzenter 7j 8 in der Korrigierstellung.des Drehfutters 4 einschließlich dem darin fest eingespannten Werkstück 5 in relativer Stellung gegenüber dem Adapterflansch 2, zwischen jedem Ringscheibenflansch 9; 10 und dem Adapterflansch 2 je eine Verriegelungseinrichtung 25j* 26 angebracht. ^!

Die Einrichtung funktioniert in folgenden Details. Die Vergleichereinheit empfängt Signalinformationen des gleichen Zeitintervalls von den Aggregaten mit den Bezugszeichennummern 17? 18, 22 sowie 23 in Relation ihrer Stellungspositionen untereinander und gibt daraus über die Steuerausgänge 19; 20 entsprechende Steuersignale an die Elektro-Zugmagnete 13; "14 ab Z'um zeitweiligen Anhalten der zugehörigen Ringexzenter 7 oder 8, das die Veränderung und damit die Korrektur der Mittenlängsachslage des Drehfutters 4 zusammen mit der des Werkstückes 5 parallel zur Mittenlängsachse 6 der Arbeitsspindel 1 bewirkt, gleichzeitig während des Rotationsumlaufes des Werkstücks 5.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung,ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert: In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: die schematische Vorderansicht in teilweiser Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung in der beispielgewählten Ausführung.

In Fig. 1 ist dargestellt, die Arbeitsspindel 1 einschließlich ihrer Mittenlängsachse 6 sowie der am Spindelkopf derselben zentriert und fest verbundenen angebrachte Adapterflansch 2, der gestaltungsgemäß außen peripher den einseitig überkragenden Außenring 3 integriert hat. Am Adapterflansch liegt innen stirnplanseitig frei geführt, sowie drehmitnahme·- fest und gering quer bewegbar durch nicht dargestellte Be-

festigungselemente'gehalten das Drehfutter 4 mit dem darin fest eingespannten Werkstück 5 an. Zwischen dem Drehfutter 4 und dem Außenring 3 des Adapterflansches 2 sind gegeneinander stellbar die Ringexzenter 7 und 8 in Nadellagerrollen 24 gegenseitig und gegen den Außenring 3 des Adapterflansches 2 sowie dem Drehfutter 4 ringlagerförmig gefaßt angeordnet. Jeder Ringexzenter 7 bzw. 8 ist einseitig auswärts Je zu einem Ringscheibenflansch 9 und 10 erweitert, die jeweils ringplanseitig auswärts die Impulserzeugungsinkremente 15 "bzw, 16 angebracht haben und in ihrer unmittelbaren Nähe basisfest die Impulszählaufnehmer 17 bzw. 18 montiert sind. Desweiteren sind die Ringscheibenflansche S und"10 außen peripher von je einem basisgebundenen Bremssattel 11 bzw. 12 umfaßt, der über Gestänge an je einem fest an der Werkzeugmaschine/etablierten Elektro-Zugmagnet 13 bzw. 14 angelenkt, ist. Steuerleitungen verbinden letztere mit den Steuerausgängen 19 bzw. 20 der Vergleichereinheit 21, die informationseingangsseitig mit dem Prüfkomparator 22 dem Werkstück 5, dem Drehwinkelstellungsanzeiger 23 an der Arbeitsspindel 1 und den Impulszählaufnehmern 17 und 18 signalverbunden sind. Eine zeichnerisch nicht ausgeführte Verriegelungseinrichtung 25 bzw. 26 arretiert einzeln die zugehörigen Ringexzenter 7 bzw. 8 in ihrer relativen Stellung zum Adapterflansch 2.

Nach dem festen Einspannen des Werkstückes 5 in das rotationsumlaufende Drehfutter 4 erfaßt die Einrichtung in Benutzung zuerst mittels des an das Werkstück 5 herangestellten Prüfkomp&rators 22 den Werkstückrundlauf, als die sich am Umfang des Werkstücks 5 beim Rotationsumlauf desselben definierende Kontaktstelle gegenüber dem Taster des Prüfkomparators 22. Die Vergleichereinheit übernimmt mit dem Rundlauf-Prüfimpuls vom Prüfkomparator 22 zugleich die Signalinformationen vom Drehwinkelstellungsanzeiger 23 und von den Impulszählaufnehmern 17; 18, die in Sonderheit die ,Stellungsorte der Arbeits-

spindel 1 und der Stellelemente in jeder Axialebene, der Ringexzenter 7 bzw. 8, in Relation zum-Rundlauf als Informationsinhalt an die Vergleichereinheit 21 übermitteln. Entsprechend dem Ergebnis des Vergleichens der Signaleingangsinformationen gibt die Vergleichereinheit 21 an dem Steuerausgang 19 bzw. 20 Steuersignale an den Elektro-Zugmagnet 13 bzw. 14 ab, der Bremssattel 11 bzw. 12 wird dadurch betätigt, der Ringexzenter 8 bzw. 9 durch Anhalten aus dem Rotationsumlauf gestellt und damit das Drehfutter 4 mit dem darin fest eingespannten Werkstück 5 parallel zur Mittenlängsachse 6 der Arbeitsspindel 1 in die Korrekturlage der Mittenlängsachse beider gebracht, so daß sich sofort oder nach Wiederholen des Stellzyklus der Rundlauf-Prüfimpuls als eine definierte Kontaktstelle über den vollen Umfang des Werkstücks 5 ergibt und der Prüfkomparator 22 ein Dauersignal anzeigt.

Die erfindungsgemäOe Einrichtung ist prädestiniert für die Anwendung in Fertigungsstraßen, insbesonders jedoch bei selbsttätiger Werkstückübergabe in die Werkzeugmaschine mittels Werkstückzufuhr einrichtungen.

Claims

216 04 2 a Erfindungsanspruch"

1, Einrichtung zum Rundlaufkorrigieren rundvorbearbeiteter Werkstücke während ihres Rotationsumlaufes, insbesonders in Werkzeugmaschinen, vorzugsweise in mit Drehfutter an der Arbeitsspindel ausgerüsteten Drehmaschinen, wobei das werkstückaufnehmende Teil über in zwei winklig'zueinanderstehenden Axialebenen wirkende Verstellmittel mit einem drehbewegbaren ortsgebundenen Verbindungsstück verbunden gehalten ist und die Rundlaufabweichung des Werkstücks, gleich der Abweichung von der exakten kreisförmigen Drehung eines Teiles (Werkstückes), in Stellungsrelation zur Lage der Axialebenen als die' Y/irkrichtung der Verstellmittel erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß das von der Arbeitsspindel (1) durch das Verbindungsstück rotationsumlaufbewegte Drehfutter (4) mit dem darin fest eingespannten rundvorbearbeiteten Werkstück (5) für eine Veränderung der Mittenlängsachslage des Drehfutters (4) zusammen mit der des Werkstückes (5) parallel zur Mittenlängsachse (6) der Arbeitsspindel O), das Drehfutter (4) an diesem. Verbindungsstück quer geführt und drehmitnahmefest gehalten ist, als Verstellmittel, mit der Wirkrichtung senkrecht auf die Mittenlängsachse (6) der Arbeitsspindel O), mitumlaufende, direkt oder indirekt zu betätigende erste Stellelemente in der einen Axialebene sowie dergleichen zweite Stellelemente in der anderen Axialebene vorhanden sind, an die Stellelemente getrennt Kontaktverbindungselemente heranbringbar sind für die Kopplung der Stellelemente je Axialebene an je eine Betätigungsvorrichtung, die je mit einem Steuerausgang (19; 20) einer Vergleichereinheit (21), signalverbunden ist, wobei diese selbst mit einem Prüfkomparator (22) am Werkstück (5), ' einem Drehwinkelstellungsanzeiger (23) an der Arbeitsspindel (1) und jeweils einem ortsfesten Impulszählaufnehmer

(17; 18) an den Stellungsbezugsgebern der Verstellmittel wirkverbunden ist. '

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2. Einrichtung nach Punkt 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Verbindungsstück an der Arbeitsspindel (1) für das Drehfutter (4) als ein mit einem einseitig überkragenden Außenring (3) ausgestatteter Adapterflansch (2) gestaltet ist, an dem das Drehfutter (4) stirnplanseitig frei geführt und gehalten ist, als erste Stellelemente ein erster Ringexzenter (7) vorhanden ist, der das Drehfutter (4) an dem der Werkstückeinspannung abseitigen Ende außenperipher geführt umfaßt, als zweite Stellelemente ein zweiter Ring-r exzenter (8) vorhanden ist, der im überkragenden Außenring (3) am Adapterflansch (2) innenperipher geführt anliegt, beide Ringexzenter (7; 8) außerdem gegenseitig ineinander geführt und gelagert sind.

3. Einrichtung nach Punkt T und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Verstellmittel für das Drehfutter (4), der erste Ringexzenter (7) sowie der zweite Ringexzenter (δ) einseitig auswärts je zu einem Ringscheibenflansch (9; 10) erweitert sind, so daß beide nebeneinander und zueinander parallel im Freiraum um das Drehfutter (4) verstellbar sind, zweckentsprechend dazu jeder Ringscheibenflansch (9; 10) seitwärts und/oder außen peripher als Kontaktverbindungselement von je einem ortsfest gehaltenen Bremssattel (11; 12) umfaßt ist, der beispielsweise von je einem Elektro-Zugmagnet (13; 14) als Betätigungsvorrichtung getrennt betätigbar ist.

4. Einrichtung nach Punkt 1 und 3, · dadurch gekennzeichnet,

daß an jedem der Ringscheibenflansche (9; 10) ringplanseitig außen, in Kreisform konzentrisch zur Mittenlängsachse (6) der Arbeitsspindel (1) angeordnet, als Stellungsbezugsgeber der Verstellmittel jeweils Impulserzeugungsinkremente (15; 16) angebracht sind in deren unmittelbarer Nähe sich die basisfesten Impulszählaufnehmer (17;18) befinden»

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5. Einrichtung nach- Punkt Λ und 2
dadurch gekennzeichnet,

daß an den Berührungsstellen der Führungsflächen der Ringexzenter (7; 8) ineinander sowohl, als auch gegenüber dem Außenring (3) des Adapterflansches (2) bzw. dem Drehfutter (4) beispielsweise Nadellagerrollen (24) ringlagerförmig angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Punkt 1 bis 5
dadurch gekennzeichnet,

daß für das Fixieren der Ringexzenter (7; 8) in der Korrigierstellung des Drehfutters (4) einschließlich dem darin fest eingespannten Werkstück (5) gegenüber dem Adapterflansch (2), zwischen jedem Ringscheibenflansch (9j 10) und dem Adapterflansch (2) je eine Verriegelungseinrichtung (25; 26) angebracht ist.

Hierzu yj Seile Zeichnung