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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum drehbaren Halten eines Werkstücks, insbesondere einer Kurbelwelle, in einer Maschine zum Messen der Lage der Massenträgheitsachse des Werkstücks, mit einem Grundkörper, der um eine Drehachse drehbar gelagert ist und zwei im gleichen Abstand von der Drehachse und in einem Abstand voneinander angeordneten Anlageflächen für das Werkstück aufweist, und mit einem Spannkörper, der eine den Anlageflächen gegenüberliegende und zur Drehachse parallele Spannfläche aufweist. Sie ist verwendbar für ein Verfahren zum Messen der Massenträgheitsachse eines Werkstücks.
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Das Messen der Lage der Massenträgheitsachse eines zur Rotation bestimmten Werkstücks oder Maschinenteils wird beim sogenannten Wuchtzentrieren oder Massenzentrieren angewendet. Hierbei wird das Werkstück in einer durch seine geometrische Form vorbestimmten Anfangslage in einer Maschine aufgenommen und um die dadurch gegebene Drehachse gedreht. Während das Werkstück rotiert, wird die vorhandene Unwucht gemessen und die Lage der Massenträgheitsachse des Werkstücks in Bezug auf die gegebene Drehachse bestimmt. In einem weiteren Schritt wird die Lagerung des Werkstücks dann so verändert, dass die gegebene Drehachse und die Massenträgheitsachse übereinstimmen. In dieser Lage werden dann Zentrierbohrungen oder analoge Zentriermittel an dem Werkstück angebracht, die der Aufnahme des Werkstücks in den sich anschließenden Bearbeitungsprozessen dienen.
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Bei einer aus
JP 2003 322 581 A bekannten Vorrichtung der angegebenen Art sind die Anlageflächen für das Werkstück an einem Lagerelement ausgebildet, das an dem Grundkörper befestigt ist. Als Spannkörper dient eine Blattfeder, die an dem Grundkörper oder dem Lagerelement befestigt ist und die durch das axiale Einsetzen des Achszapfens eines Werkstücks in radialer Richtung gespannt wird. Zur Messung des Abstands der Drehachsen von Grundkörper und Werkstück ist eine mit einem Laserstrahl arbeitende Messvorrichtung stationär angeordnet, welche mittels reflektiertem Licht die Position des Achszapfens des Werkstücks misst und mit dem bekannten Abstand der Messvorrichtung von der Drehachse des Grundkörpers vergleicht.
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Bei einer aus
DE 28 23 219 C2 bekannten Vorrichtung der angegebenen Art sind an einer Kreisscheibe Verstellgetriebe angeordnet, durch welche Lagerelemente für das Schaftende des Werkstücks radial in Bezug auf die Drehachse der Kreisscheibe verstellt werden können. Den Lagerelementen sind drehbar gelagerte Spannhebel zugeordnet, die mittels Federkraft das Werkstück gegen die Lagerelemente spannen. Da die Federn brechen können, erfordert die bekannte Vorrichtung eine Sicherheitseinrichtung, um ungewolltes Öffnen bei Federbruch zu verhindern. Weiterhin müssen beim Auswechseln des Werkstücks die Spannelemente gegen die Kraft der Federn mittels einer Entspanneinrichtung von den Lagerelementen weggedrückt werden. Dies erschwert die Handhabung und verursacht eine zusätzliche Belastung der Spindel.
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Aus
DE 1 199 518 A ist eine Vorrichtung zum Messen der Unwucht von Rotoren nach Größe und Winkellage bekannt, bei der ein drehbar gelagertes Aufnahmeteil einander gegenüberliegende Einspannmittel für den Lagerzapfen aufweist. Die Einspannmittel sind hierbei mit Kraftmessgliedern als Messwertgeber ausgebildet.
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Aus
DE 975 086 B ist eine Wuchtzentriermaschine zum Anbringen von Zentriermarken an Rohlingen von Kurbelwellen bekannt, bei welcher die Hauptträgheitsachse des Kurbelwellenrohlings mittels Schraubspindeln verlagert wird, die in Schraubhülsen mit Differentialgewinde geführt und durch motorischen Antrieb bewegbar sind. Die Schraubspindeln und Schraubhülsen werden gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung bewegt, wodurch der Gesamtschwerpunkt der verschiebbaren Teile unverändert bleibt. Unter Federdruck stehende Gegenrollen drücken den Kurbelwellenrohling an Stützrollen der Schraubenspindeln an.
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Aus
US 2010/0218603 A1 ist eine Einrichtung zum Unwuchtausgleich von Gelenkwellen bekannt, bei der die Kreuzgelenke am Ende der Gelenkwelle von durch gesteuerte Aktoren radial verstellbaren Stiften aufgenommen werden, die an einer drehbaren Spindel angeordnet sind. Während eines Messlaufs werden die Stifte schrittweise in Abhängigkeit von der von einem Messsystem gemessenen Unwucht radial verstellt, um durch Verlagerung des Wellenendes an den Gelenken einen Unwuchtausgleich zu erzielen. Ist eine optimale Stellung gefunden, so wird die Lage des Wellenendes an den Kreuzgelenken durch Haltemittel gesichert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache und teilweise automatische Handhabung ermöglicht und kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin soll die Vorrichtung auf verschiedene Aufnahmedurchmesser von Werkstücken einstellbar sein.
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Nach der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung umfasst einen Grundkörper, der um eine Drehachse drehbar gelagert ist und mit zwei im gleichen Abstand von der Drehachse und in einem Abstand voneinander angeordneten Anlageflächen für das Werkstück und einem Spannkörper versehen ist, der eine den Anlageflächen gegenüberliegende und zur Drehachse parallele Spannfläche aufweist, wobei der Spannkörper mittels eines ersten motorischen Antriebs radial zur Drehachse verstellbar ist und die radiale Stellung des Spannkörpers in Bezug auf die Drehachse des Grundkörpers direkt oder indirekt mittels einer Messvorrichtung messbar ist und wobei die Anlageflächen an wenigstens einem radial zur Drehachse verstellbaren Lagerelement angeordnet sind, das mittels eines zweiten motorischen Antriebs verstellbar ist, wobei die radiale Stellung des Lagerelements in Bezug auf die Drehachse des Grundkörpers direkt oder indirekt mittels einer zweiten Messvorrichtung messbar ist.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, dass das Spannen und Entspannen des Werkstücks durch entsprechendes Ansteuern des Antriebs sehr einfach und bei Bedarf auch automatisch durchführbar ist. Der Antrieb kann selbsthemmend oder mit geeigneten Bremsen versehen sein, so dass keine besonderen Sicherungen in der Spannstellung erforderlich sind und die Spannstellung auch bei Energieverlust aufrecht erhalten bleibt. Die Zahl der bewegbaren und die Massenerteilung unkontrolliert beeinflussenden Elemente ist klein, so dass sich sehr genaue Messergebnisse erzielen lassen. Federelemente sind nicht vorhanden, so dass dadurch bedingte Handhabungs- und Wartungsprobleme entfallen. Die Anlageflächen können auf einfache Weise verstellt werden und ihre Lage kann an die Durchmesser verschiedener Werkstücke angepasst werden.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Grundkörper der Vorrichtung die Form einer kreisrunden Scheibe haben, die auf ihrer Rückseite koaxial mit einer drehend antreibbaren Maschinenspindel verbindbar ist und auf ihrer Vorderseite wenigstens ein Lagerelement mit den Anlageflächen aufweist. Der Spannkörper erstreckt sich vorzugsweise durch eine Öffnung in der Scheibe, weist auf der Vorderseite der Scheibe die Spannfläche auf und ist auf der Rückseite der Scheibe in einer Linearführung bewegbar gelagert und mit dem dort angeordneten ersten Antrieb gekoppelt. Diese Gestaltung begünstigt das Einlegen der Werkstücke in die Vorrichtung und schützt den Antrieb des Spannkörpers und die damit verbundenen Messeinrichtungen gegen die Gefahr einer Beschädigung durch Kontakt mit dem Werkzeug. Sind die Anlageflächen auf der Vorderseite der Scheibe ebenfalls verstellbar, so kann ihr Lagerelement an einem sich durch eine Öffnung in der Scheibe erstreckenden Antriebskörper angeordnet sein, der mit dem auf der Rückseite der Scheibe angeordneten zweiten Antrieb gekoppelt ist und auf der Vorderseite der Scheibe das Lagerelement mit den Anlageflächen trägt.
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Der erste und/oder zweite Antrieb weist nach der Erfindung vorzugsweise einen elektrisch angetriebenen, drehenden Servomotor und ein die Drehbewegung des Servomotors in eine lineare Bewegung des Spannkörpers umwandelndes Getriebe auf. Der Servomotor kann hierbei vorteilhaft mit seiner Drehachse im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Grundkörpers oder parallel zu einer zur Drehachse senkrechten Ebene ausgerichtet sein, wobei das Getriebe ein Winkel- oder Stirnradgetriebe und einen Kugelgewindetrieb mit einer im rechten Winkel zur Drehachse des Grundkörpers angeordneten und drehend angetriebenen Gewindespindel umfasst.
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Die Messung des Stellwegs des Spannkörpers und/oder des verstellbaren Lagerelements kann nach der Erfindung auf unterschiedliche Weise erfolgen. An dem Grundkörper kann ein mit dem Spannkörper und/oder dem Lagerelement zusammenwirkender linearer Wegmessgeber angeordnet sein. Alternativ kann der Servomotor einen den Drehwinkel erfassenden Encoder oder Absolutwertgeber aufweisen, wobei der Stellweg aus dem Drehwinkel des Servomotors, dem Übersetzungsverhältnis des Winkelgetriebes und der Steigung des Kugelgewindetriebs berechnet werden kann.
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Die Anlageflächen auf der Vorderseite des Grundkörpers können nach der Erfindung eben und so ausgerichtet sein, dass eine im Wesentlichen auf der Mitte der jeweiligen Anlagefläche stehende Normale die Drehachse des Grundkörpers im rechten Winkel kreuzt. Die Anlageflächen sind vorzugsweise in einem Winkelabstand von 110° voneinander angeordnet, können aber auch einen geringeren Abstand voneinander haben.
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Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass der Antrieb des Spannkörpers eine elektrische Einrichtung zur Steuerung und Regelung der Stellbewegung des Spannkörpers aufweist. Die elektrische Einrichtung kann zu einem Teil an dem Grundkörper und zu einem zweiten Teil entfernt von dem Grundkörper angeordnet sein, wobei beide Teile einen Empfänger und einen Sender für Funksignale zur Übertragung von Sollwertvorgaben und Istwertrückmeldungen haben. Aufwendige, drahtgebundene Einrichtungen zur Signalübertragung können daher entfallen. Die elektrische Einrichtung kann weiterhin eine Einrichtung zur Begrenzung des Stellwegs des Spannkörpers in Abhängigkeit vom Durchmesser des Werkstücks aufweisen. Auf diese Weise ist eine definierte Spannung des Werkstücks ohne Überlastung der Vorrichtung gewährleistet.
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Durch die von dem jeweiligen Spanndurchmesser abhängige Stellung des Spannkörpers und gegebenenfalls durch die von dem jeweiligen Spanndurchmesser abhängige Stellung des Lagerelements und seines Antriebsarms wird eine variable Unwucht erzeugt, die nicht durch einen üblichen Massenausgleich kompensiert werden kann. Die Kompensation der variablen Unwucht erfolgt nach der Erfindung über einen variablen Unwuchtvorhalt, der mit Hilfe einer elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der Masse der verstellbaren Teile und der Abweichung ihrer radialen Stellung von einer ausgeglichenen Nominalstellung berechnet wird.
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Zum Messen der Lage der Massenträgheitsachse eines Werkstücks unter Verwendung einer Vorrichtung nach der Erfindung werden die Lagerelemente an dem Grundkörper der Vorrichtung in einem solchen Abstand zur Drehachse angeordnet, dass eine optimale Zentrierung des Lagerungsteils erzielt wird, wenn der Durchmesser des in der Vorrichtung zu haltenden Lagerungsteils des Werkstücks dem Mittelwert herstellungsbedingter Durchmesserunterschiede entspricht, wobei das Werkstück mit dem den Lagerelementen gegenüberliegenden Spannkörper gegen die Lagerelemente gespannt und die Position des Spannkörpers in der Spannstellung in Bezug auf die Drehachse des Grundkörpers mittels einer Messvorrichtung gemessen wird, die sich aus der gemessenen radialen Stellung des Spannkörpers ergebende Unwucht durch einen entsprechenden Unwuchtvorhalt bei der Unwuchtmessung ausgeglichen wird, die Unwucht des Werkstücks gemessen und daraus die Lage der Massenträgheitsachse des Werkstücks bestimmt wird. Der Unwuchtvorhalt kann hierbei in Abhängigkeit von der Masse des Spannkörpers und der Abweichung der radialen Stellung des Spannkörpers von einer ausgeglichenen Nominalstellung berechnet werden. Auch eine empirische Ermittlung des Unwuchtvorhalts ist möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung einer Maschine zur Ermittlung der Massenträgheitsachse eines zur Rotation bestimmten Werkstücks,
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2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum drehbaren Halten eines Werkstücks in einer Maschine gemäß 1,
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3 eine Axialansicht der das Werkstück aufnehmenden Seite der Vorrichtung gemäß 2,
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4 einen Querschnitt einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,
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5 eine Ansicht der Vorderseite der Vorrichtung gemäß 4 und
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6 eine Ansicht von oben der Vorrichtung gemäß 4.
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Die in 1 gezeigte Maschine 1 besteht im Wesentlichen aus einem Rahmen 2, auf dem zwei Spindeleinheiten 3, 4 spiegelbildlich und koaxial zueinander ausgerichtet angeordnet sind. Die Spindeleinheiten 3, 4 sind in Linearführungen auf dem Rahmen 2 in axialer Richtung verschiebbar, damit ihr Abstand an verschieden lange Werkstücke angepasst werden kann. Jede Spindeleinheit 3, 4 weist eine drehbare Spindel und einen Servomotor 5, 6 zum Antrieb der Spindel auf. Die Servomotoren 5, 6 sind durch eine Gleichlaufschaltung miteinander verknüpft und stellen dadurch Gleichlauf und Winkeltreue zwischen den Drehbewegungen der Spindeln her. An den einander zugekehrten Enden der Spindeleinheiten 3, 4 ist jeweils eine Vorrichtung 9 befestigt, die zur Einlagerung und zum Spannen eines Lagerungsteils eines zu messenden Werkstücks, beispielsweise eine Kurbelwelle, eingerichtet ist. Zur Messung der Unwucht wird das von den Spindeln gehaltene Werkstück in Drehung versetzt und durch Erfassen der induzierten Schwingungen und des Drehwinkels werden Größe und Lage der Unwucht und daraus die Lage der Massenträgheitsachse in Bezug auf die durch die Aufnahme in der Maschine 1 gegebene Drehachse bestimmt. In einer zweiten Maschine werden danach Zentriermittel, z. B. Zentrierbohrungen, so an dem Werkstück angebracht, dass die Zentrierachse mit der Massenträgheitsachse zusammenfällt.
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Die nähere Ausgestaltung der Vorrichtung 9 ist in den 2 und 3 gezeigt. Die Vorrichtung 9 weist einen Grundkörper 10 mit einer Drehachse A auf, der aus einer kreiszylindrischen, ebenen Scheibe 11 und Nabenabschnitten 12 zusammengesetzt ist. Die Nabenabschnitte 12 haben die Form zylindrischer Wandabschnitte und sind auf der Rückseite der Scheibe 11 koaxial zur Drehachse A der Scheibe 11 angeordnet. Zwischen den Nabenabschnitten 12 befindet sich ein Freiraum, in dem ein Antrieb 13 mit einem Winkelgetriebe 14, einem Servomotor 15, einer Linearführung 16 und einem Kugelgewindetrieb 17 angeordnet ist. Das Winkelgetriebe 14 ist mit einer Seite an der Scheibe 11 befestigt und auf der entgegengesetzten Seite mit dem Servomotor 15 verbunden, der außerdem an den Nabenabschnitten 12 abgestützt ist. Das Winkelgetriebe 14 hat eine Abtriebswelle 18, die drehfest mit einer Gewindespindel 19 des Kugelgewindetriebs 17 verbunden ist. Die Abtriebswelle 18 und die Gewindespindel 19 sind so angeordnet, dass ihre gemeinsame Drehachse die Achse A der Scheibe 11 im rechten Winkel kreuzt.
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Die Linearführung 16 ist am Gehäuse des Servomotors 15 und an den Nabenabschnitten 12 befestigt und erstreckt sich parallel zur Scheibe 11. An der Linearführung 16 ist ein Schlitten 20 längsbeweglich gelagert, der einen Spannkörper 21 trägt. Der Spannkörper 21 erstreckt sich von dem Schlitten 20 in Richtung der Scheibe 11, durch eine Öffnung 22 in der Scheibe 11 und über die Vorderseite der Scheibe 11 hinaus. Auf der Vorderseite der Scheibe 11 weist der Spannkörper 21 eine sich zur Achse A hin erstreckende Abwinkelung 23 auf, die mit ihrem freien Ende eine zur Achse A parallele, ebene Spannfläche 24 bildet. Die Spannfläche 24 ist so angeordnet, dass ihre Mitte in einer die Achse A und die Achse der Gewindespindel 19 enthaltenden Ebene liegt.
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Zwischen dem Schlitten 20 und der Scheibe 11 weist der Spannkörper 21 eine Öffnung auf, in die eine Kugelmutter 25 des Kugelgewindetriebs 17 eingesetzt und in zur Übertragung von Zug- und Druckkräften geeigneter Weise an dem Spannkörper 21 befestigt ist. Auf diese Weise kann der Spannkörper 21 durch Drehen der Gewindespindel 19, die an dem Winkelgetriebe 14 gelagert und in beiden axialen Richtungen abgestützt ist, radial zur Drehachse A verstellt werden. Bei der Verstellung gewährleistet die Linearführung 16 eine Parallelverschiebung des Spannkörpers 21 in Längsrichtung der Gewindespindel 19.
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An der Vorderseite der Scheibe 11 sind außerdem zwei Lagerelemente 26 angeordnet. Die Mitten der Lagerelemente 26 haben von der Mitte des Spannkörpers 21 einen Drehwinkelabstand von im Wesentlichen 110° oder kleiner und sind so an der Scheibe 11 befestigt, dass ihre Stellung bei der Befestigung an der Scheibe 11 in radialer Richtung auf den Spanndurchmesser des jeweiligen Werkstücks eingestellt werden kann. Die Lagerelemente 26 sind mit ebenen Anlageflächen 27 versehen, die so ausgerichtet sind, dass eine im Wesentlichen auf der Mitte der jeweiligen Anlagefläche 27 stehende Normale die Achse A der Scheibe 11 kreuzt. Durch die beschriebene Anordnung der Lagerelemente 26 und des Spannkörpers 21 wird eine Dreipunktaufnahme für ein Lagerungsteil 28 eines Werkstücks geschaffen, durch die das Lagerungsteil 28 an dem Grundkörper 10 festspannbar ist. Die Position des Lagerungsteils 28 in Bezug auf die Achse A wird hierbei durch die radiale Lage der Anlagenflächen 27 der beiden Lagerelemente 26 bestimmt. Im Falle der Messung einer Serie von gleichen Werkstücken, die sich jedoch herstellungsbedingt in ihren Maßen geringfügig voneinander unterscheiden können, empfiehlt es sich nach der Erfindung, die Lagerelemente 26 in einer solchen Stellung an der Scheibe 11 zu befestigen, dass eine optimale Zentrierung des Lagerungsteils 28 in Bezug auf die Achse A gegeben ist, wenn der Durchmesser des Lagerungsteils 28 gleich dem Mittelwert der verschiedenen Durchmesser ist, die bei der Herstellung in zulässigen Grenzen auftreten dürfen. Eine exakte Zentrierung jedes einzelnen Werkstücks einer Serie durch Verstellen der Lagerelemente wird auf diese Weise entbehrlich und das Verfahren zur Durchführung der Messung wird vereinfacht.
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Die radiale Position des Spannkörpers 21 wird von einer nicht dargestellten Messvorrichtung in Bezug auf die Achse A oder eine vorgegebene Nominalstellung gemessen. Die Messvorrichtung kann beispielsweise ein an der Linearführung 16 und dem Schlitten 20 angeordneter linearer Wegmessgeber oder ein den Drehwinkel des Antriebs des Spannkörpers 21 erfassender Drehwinkelgeber sein. Vorzugsweise ist die Messvorrichtung in den Servomotor 15 in Form eines Encoders oder Absolutwertgebers integriert. Die von der Messvorrichtung jeweils gemessenen Stellungen des Spannkörpers 21 werden in eine Recheneinrichtung eingegeben oder dieser in Form eines elektronischen Signals übermittelt. Durch die Recheneinrichtung wird dann, z. B. in Abhängigkeit von einer radialen Stellung des Spannkörpers 21, in der ein Werkstück zur Messung der Unwucht gespannt ist, und der Masse des Spannkörpers ein Unwuchtvorhalt berechnet, durch den die stellungsabhängige Unwucht des Spannkörpers 21 bei der Unwuchtmessung des Werkstücks kompensiert wird. Die Messung der Stellung des Spannkörpers 21 kann außerdem dazu verwendet werden, den Durchmesser des gespannten Lagerungsteils zu bestimmen und die Durchmesserinformation dazu verwenden, um den Stellweg zum Spannen des Werkstücks in einer Zentriervorrichtung für das nachfolgende Herstellen der Zentrierbohrungen zu begrenzen.
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Die 4 bis 6 zeigen eine nach der Erfindung gestaltete Vorrichtung 30, bei der zusätzlich zu einem Spannkörper auch die gegenüberliegenden Anlageflächen für das Werkstück motorisch radial verstellbar sind. Die Vorrichtung 30 weist einen Grundkörper 31 mit einer ersten kreiszylindrischen, ebenen Scheibe 32 und sich axial erstreckenden Nabenabschnitten 33 auf, welche die Rückseite der ersten Scheibe 32 mit einer im parallelen Abstand von dieser angeordneten zweiten Scheibe 34 verbinden. Mit Hilfe der Scheibe 34 kann der Grundkörper 31 so mit einer drehbaren Spindel einer Unwuchtzentriermaschine verbunden werden, dass die Achse der Scheibe 32 mit der Spindelachse zusammenfällt. Die Nabenabschnitte 33 sind symmetrisch zu einer die Achse der Scheibe 32 enthaltenden Symmetrieebene E und in einem Abstand von dieser angeordnet.
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Zwischen den Nabenabschnitten 33 befindet sich auf beiden Seiten der Symmetrieebene E jeweils ein Antrieb 35, 36, wobei jeder Antrieb 35, 36 einen Servomotor 351 bzw. 361, ein Stirnradgetriebe 352 bzw. 362 und einen Kugelgewindetrieb 353 bzw. 363 umfasst. Die Antriebe 35 und 36 sind so angeordnet und ausgebildet, dass die Drehachsen ihrer Servomotoren 351, 361 und ihrer Kugelgewindetriebe 353, 363 parallel zur Scheibe 32 und parallel zur Symmetrieebene E ausgerichtet sind. Die Kugelgewindetriebe 353, 363 haben Gewindespindeln 354, 364, die jeweils an beiden Enden in an der Scheibe 32 befestigten Lagergehäusen 355, 365 mittels Kugellagern gelagert sind. Die Servomotore 351, 361 sind auf der der Scheibe 34 zugekehrten Seite an den Lagergehäusen 355, 365 befestigt. Beide Antriebe 35, 36 sind im Wesentlichen gleich gestaltet, jedoch um 180° gegeneinander gedreht angeordnet, so dass sich die beiden Stirnradgetriebe 352, 362 auf entgegengesetzten Seiten der nebeneinander liegenden Antriebe 35, 36 befinden. Die Antriebe 35, 36 sind nicht selbsthemmend. Ihre Gewindespindeln 354, 364 sind deshalb jeweils mit einer mittels Federkraft sperrenden Klemmsperre 356, 366 gekuppelt, durch welche die Gewindespindeln 354, 364 in jeder beliebigen Drehwinkelstellung sperrbar sind. Die Klemmsperren 356, 366 sind mit einem pneumatisch oder elektrisch betätigbaren Aktor 357, 367 versehen, durch den sie in eine Lösestellung bewegbar sind. Werden die Aktoren 357, 367 entlastet, so bewegen Federn die Klemmsperren zurück in die Sperrstellung.
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Auf der den Nabenabschnitten 33 entgegengesetzten Vorderseite der Scheibe 32 befindet sich eine Linearführung 39 mit zwei Führungsschienen 40, die symmetrisch in einem parallelen Abstand zur Symmetrieebene E angeordnet sind. Auf den Führungsschienen 40 sind zwei Schlitten 41, 42 verschiebbar gelagert. An dem Schlitten 41 ist ein Arm 43 befestigt, der sich durch eine zur Symmetrieebene E parallele Öffnung 44 in der Scheibe 32 erstreckt und auf der Rückseite der Scheibe 32 mit einer Kugelmutter 358 des Kugelgewindetriebs 353 fest verbunden ist. In gleicher Weise ist an dem Schlitten 42 ein Arm 45, der sich durch eine zur Symmetrieebene E parallele Öffnung 46 in der Scheibe 32 erstreckt und auf der Rückseite der Scheibe 32 mit einer Kugelgewindemutter des Kugelgewindetriebs 363 fest verbunden. Der Schlitten 41 kann somit durch den Antrieb 35 längs der Führungsschienen 40 und der Schlitten 42 durch den Antrieb 36 längs der Führungsschienen 40 verstellt werden. Beide Schlitten 41, 42 sind in der Mitte mit Haltern 47, 48 versehen, die zur Befestigung von geeigneten Aufnahmen für ein Werkstück dienen. An dem Halter 47 kann beispielsweise ein Spannelement mit Spannfläche zum Spannen eines Werkstücks befestigt werden, so dass die bauliche Einheit aus dem Schlitten 41, dem Arm 43, dem Halter 47 und dem Spannelement einen durch den ersten Antrieb 35 verstellbaren Spannkörper bildet, der an den Führungsschienen 40 geführt ist. Der Halter 48 dient zur Befestigung eines Lagerelements, welches zwei jeweils in einem Abstand von und in einem Winkel zur Symmetrieebene E angeordnete Anlageflächen für ein Werkstück aufweist und durch den zweiten Antrieb 36 radial verstellbar ist. Auf diese Weise bildet die bauliche Einheit aus dem Schlitten 42, dem Arm 45, dem Halter 48 einen durch den zweiten Antrieb 36 verstellbaren Antriebsarm für das Lagerelement.
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Die Vorrichtung 40 hat den Vorteil, dass durch Steuerung des Antriebs 36 der Schlitten 42 mit einem daran angeordneten Lagerelement mit zwei Anlageflächen einfach und schnell in die geeignete Aufnahmeposition für ein aufzunehmendes Werkstück gebracht werden kann. Der richtige Durchmesser für die Aufnahme des Lagerungsteils des Werkstücks kann hierbei über eine Positionsmessvorrichtung, die an dem Schlitten 42 oder an dem Antrieb 36 angeordnet ist, genau eingestellt werden. Die gemessene und eingestellte Position der Anlageflächen kann dann auch dazu benutzt werden, um die Spannstellung des an dem Schlitten 41 angeordneten Spannkörpers gezielt anzufahren, denn der Antrieb des Schlittens 41 verfügt ebenfalls über eine Positionsmessvorrichtung. Das Spannen des Werkstücks erfolgt dann durch Vorgabe eines definierten, mit Hilfe der Servomotoren 351, 361 erzeugten Drehmoments. Während des Einstell- und Spannvorgangs sind die Klemmsperren 356, 366 durch Ansteuern der Aktoren 357, 367 gelöst. Sobald der Spannvorgang beendet ist, geben die Aktoren 357, 367 die Klemmsperren 356, 366 frei, so dass die Klemmsperren 356, 366 mittels Federkraft geschlossen werden und die Kugelgewindetriebe 353, 363 in der erreichten Spannstellung festgehalten sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch bei Energieausfall sich das gespannte Werkstück nicht lösen kann.
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Die Energiezufuhr zu den Servomotoren und den Aktoren der Klemmsperren kann in bekannter Weise über Schleifringe oder Drehdurchführungen erfolgen. Auch für die elektrische Übertragung der Messsignale der Positionsmessvorrichtungen können Schleifringe oder alternativ drahtlose Signalübertragungseinrichtungen vorgesehen sein.
