-
Einrichtung an Wellenlagerungen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
an Wellenlagerungen, z. B. für Prüfvorrichtungen od. d-1., bei denen eine Welle
oder ein wellenartiger Teil in einem geschlitzten Drehlager angeordnet ist.
-
Bekanntlich wird bei der Herstellung von Werkstücken eine Nachprüfung
derselben erforderlich, ob die Flächen, Winkel od. dgl. mit den vorgesehenen Maßen
übereinstimmen. So wird beispielsweise eine Nachprüfung notwendig, ob sich radial
zu einer Achse vorgesehene Flächen genau im rechten Winkel zu der Achse des betreffenden
Werkstückes befinden oder ob das Gewinde einer Spindel konzentrisch zur Werkstücksachse
verläuft.
-
Bei bekannten Einrichtungen bestehen die Verfahren gewöhnlich darin,
das zu prüfende Werkstück so zu lagern, daß es sich in einer bestimmten Beziehung
zur Fühlerlehre befindet, und das Werkstück dann mit Bezug auf das Fühlglied der
Lehre zu bewegen. Gewöhnlich wird dabei das Werkstück drehbar gelagert, wobei das
Fühlglied gegen die zu prüfende Fläche anliegt und das Werkstück dann zur Vornahme
der eigentlichen Prüfung gedreht wird. Hierbei wird, wenn sichere Meßergebnisse
gewährleistet sein sollen, erforderlich, das Werkstück während der Drehbewegung
spielfrei und unverschiebbar zu lagern. Zur Halterung des Werkstücks sind Wellen
oder wellenartige Teile bekanntgeworden, die im Lager geführt sind. Bekannte Lager
sind durch gegeneinander geneigte Flächen gebildet, auf denen die Welle oder der
wellenartige Teil auflegbar ist. Darüber hinaus sind auch schon solche Lager bekanntgeworden,
bei denen die gegeneinander geneigten Flächen durch einen einstellbar ausgebildeten
Deckelteil zur Vermeidung von Kippbewegungen übergriffen sind. Lager dieser Art
zeigen jedoch den Nachteil, daß bei Abnutzungen an der Welle bzw. bei der Verwendung
von Wellen mit unterschiedlichem Durchmesser eine Verlagerung der Mittelachse der
Welle gegenüber dem Meßgerät eintritt. Auch ermöglichen diese Lager keine axiale
Führung der Welle, was zweifellos nachteilig ist. Es sind weiterhin auch schon Vorrichtungen
bekanntgeworden, bei denen zur Vermeidung von Kippbewegungen der Werkstücke die
Wellen formschlüssig in geschlossenen Lagern eingepaßt und spielfrei geführt sind.
Durch die erforderlichen Paßarbeiten wird jedoch bei diesen Lageranordnungen ein
großer technischer Aufwand erforderlich, wodurch diese Vorrichtungen kompliziert
und umständlich zu handhaben sind. Ferner ist eine spielfreie Lagerung der Welle
bei Abnutzung derselben nicht sicher gewährleistet. Auch ermöglichen diese Lager
keine axiale Führung, so daß bei Austausch des Werkstückes jeweils eine neue Einstellbewegung
des Meßgerätes in axialer Richtung erforderlich wird. Die Erfindung hat sich zur
Aufgabe gesetzt, eine Lageranordnung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau geeignet
ist, geringe Unterschiede der Wellendurchmesser auszugleichen und eine axiale Führung
derselben zu gewährleisten.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerbohrung
im Normalzustand ein geringes Maß größer ist als die Welle und sich beim Anspannen
mit drei im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang verteilten Bereichen an der
Welle anlegt und daß die Welle an jeder Seite des Lagers Anschlagringe trägt, von
denen der eine an der einen Stirnfläche des Lagers anliegt, während zwischen dem
anderen Anschlag und der anderen Stirnfläche eine Druckfeder vorgesehen ist. Hierdurch
wird erreicht, daß durch mehr oder weniger weites Anspannen die Lagerbohrung dem
jeweiligen Durchmesser der Welle anpaßbar ist, wobei eine seitliche Verschiebung
der Welle quer zu ihrer Achsrichtung nicht eintritt. Es ist dadurch möglich, an
Stelle einer einzigen bisher mit großer Genauigkeit hergestellten und in den bekannten
Lagern eingepaßten Welle nunmehr Wellen zu verwenden, die zu ihrer spielfreien Lagerung
keinerlei Paßarbeiten benötigen und dadurch schnell und billig herstellbar sind.
Darüber hinaus ergibt die erfindungsgemäße Anordnung auch die Möglichkeit, mittels
des festen Anschlagringes, der durch die Kraft der Druckfeder mit der Stirnfläche
des Lagers in Anlage bleibt,
die Welle und dadurch das Werkstück
in axialer Richtung zu führen.
-
In Ausbildung der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß einer der beiden
Anschlagringe zur Veränderung der Federkraft einstellbar ist. Für den Benutzer der
Anordnunbesteht dadurch die Möglichkeit, durch Änderung-'der Federvorspannung den
Anpreßdruck zu verändern, etwa bei Wellen, die als Träger von Werkstücken unterschiedlicher
Gewichte dienen. Es ist weiter vorgesehen, daß der eine der Anschlagringe hierzu
fest auf der Welle angeordnet ist, während der andere zur Veränderung der Federkraft
einstellbar ausgebildet ist.
-
Zur Bildung der mit der Welle zur Anlage kommenden gleichmäßig verteilten
Bereiche ist gemäß weiterer Erfindung die Anordnung von Aussparungen in der Lagerbohrung
vorgesehen. Die Bereiche erstrecken sich dadurch jeweils zwischen zwei benachbarten
Bohrungen. Durch die Anordnung der gleichmäßig verteilten Bereiche in der Lagerbohrung
wird bei Anspannen eine radiale Bewegung derselben in Richtung auf die Wellenachse
erzielt und eine gleichmäßige Lagerung der Welle sowie eine leichte Verstellbarkeit
bzw. leichte Drehbarkeit des Wellenteils in dem Lager erreicht. Es sind zwar bereits
schon Klemmeinrichtungen als solche bekanntgeworden, die der Halterung von Trägern
von Meßgeräten od. dgl. an Wellen. Rundstäben od. dgl. dienen und bei denen geschlitzte
Hülsen Anwendung finden. Diese Hülsen weisen jedoch keine gleichmäßig in der Umfangsfläche
derselben untergebrachten Bereiche auf, da lediglich eine Klemmwirkung erzielt werden
soll, während auf eine unverschiebbare Lagerung des Meßgerätes in bezug auf die
Achse des Rundstabes od. dgl. kein Wert, elegt wird.
-
Praktische Ausführungsmöglichkeiten, die die Erfindung jedoch nur
beispielsweise darstellen, sollen jetzt mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben
werden.
-
Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung,
wobei gewisse Teile zur besseren Darstellung im Schnitt gezeigt sind; Fig. 2 ist
eine Seitenansicht derselben Vorrichtung; Fig. 3 ist ein vergrößerter senkrechter
Teilschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1; Fig. 4 ist ein vergrößerter senkrechter
Teilschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 1; Fig. 5 ist ein vergrößerter senkrechter
Teilschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 1; Fig. 6, 7, 8 und 9 zeigen jeweils
die senkrechten Teilschnitte anderer Ausführungsbeispiele von Prüfvorrichtungen
gemäß der Erfindung; Fig. 10 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 10 in Fig.
9; Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Lagerung der
Prüfvorrichtung mit einer darin drehbar gelagerten Spindel; Fig. 12 ist ein Schnitt
entlang der Linie 12-12 der Fig. 11.
-
Sämtliche gezeigten Prüfvorrichtungen sind in den Einzelheiten ihrer
Konstruktion und der Anordnung ihrer Teile in gewissem Maße voneinander verschieden.
Jede Prüfvorrichtung ist dazu bestimmt, ein bestimmtes Werkstück oder eine bestimmte
Werkstückart zu prüfen, und die Prüflehren müssen daher in jedem Falle auf richtigen
Kontakt mit der jeweiligen Fläche oder den Flächen des zu prüfenden Werkstückes
eingerichtet sein. Gewisse Abweichungen könen sowohl in der Anzahl der benötigten
Lehren, in der Art der Lagerung des Werkstückes und in der Art der Beziehung der
Lehren zu dem Werkstück be stehen. Andererseits trifft es auch zu, daß sämtliche
Lehren in gewissen Punkten gleich sind und diese gleichen Eigenschaften auch beibehalten,
ganz unabhängig von der Größe oder Form des betreitenden Werkstückes. Zum Beispiel
sind alle Prüfvorrichtungen der hier erwähnten Art zur drehbaren Lagerung des Werkstückes
eingerichtet, so daß der gesamte zu prüfende Flächenumfang nacheinander mit den
Fühlerelementen der Lehren in Berührung gebracht werden kann. Auch trifft es auf
fast alle Prüfvorrichtungen zu, daß die Lehren in bezug auf das Werkstück beweglich
gelagert sind. Normalerweise werden die Lehren von dem Werkstück entfernt, um nicht
bei der Einführung eines neuen, in der Vorrichtung zu messenden Werkstückes oder
bei der Entfernung eines bereits geprüften Werkstückes zu stören. Während des eigentlichen
Prüfvorganges werden die Lehren natürlich in operativen Zusammenhang mit dem Werkstück
gebracht, so daß sich die Fühlglieder der Lehren tatsächlich in Berührung mit der
zu prüfenden Werkstückoberfläche befinden. Zum Beispiel ist es häufig notwendig,
einen Flansch oder eine Endfläche eines Werkstückes zu prüfen. Hierfür muß man das
Werkstück drehbar lagern und eine Lehre so anbringen, daß das Fühlglied derselben
die radiale, zu prüfende Fläche berührt. Bei Umdrehung des Werkstückes bewegt sich
die mit dem Fühlglied in Berührung stehende Fläche dauernd an dem Fühlglied entlang.
und die Meßuhr der Lehre zeigt jede Veränderung oder Ungleichmäßigkeit der Fläche
an. Sie zeigt somit an, ob die Fläche genau radial zum Werkstück liegt und ob sie
sich genau im rechten Winkel zur Drehachse des Werkstückes befindet. Weiterhin ist
es auch allgemein üblich, eine zylindrische Außenfläche des Werkstückes auf Exzentrizität
zu prüfen. Zu diesem Vorgang muß die Lehre so gelagert sein, daß das Fühlglied die
zu prüfende Fläche berührt, und wenn sich das Werkstück dreht, zeigt die Lehre jede
Unregelmäßigkeit in der Oberfläche an und besagt dem Prüfenden, ob die Fläche genau
konzentrisch ist oder, wenn sie nicht konzentrisch ist, inwieweit sie exzentrisch
ist.
-
Die in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Prüfvorrichtung besitzt eine Grundplatte 10, die die Haltevorrichtung für das Werkstück
und die verschiedenen, zur Prüfung des Werkstückes benötigten Lehren trägt. Diese
Vorrichtung eignet sich besonders zur Messung eines Werkstückes 12 mit einem radialen
Flansch 14 und zylindrischen Oberflächen 16 und 18 verschiedenen Durchmessers. Zum
Zweck dieser Beschreibung sei angenommen, daß die hintere Seitenfläche 20 de: Flansches
14 genau im rechten Winkel zur Drehachse des Werkstückes liegen soll und daß die
beiden zylindrischen Flächen 16 und 18 genau konzentrisch zu dieser Achse sein sollen.
Eine Lehre 22 gebräuchlicher Art ist auf der Grundplatte 10 so gelagert, daß ihr
Fühlglied 24 in Berührung mit der Fläche 20 des Flansches 14 gebracht werden kann.
Andere gebräuchliche Lehren 26 und 28 sind so gelagert, daß ihre Fühlglieder 30
und 32 mit den betreffenden zylindrischen Oberflächen 16 und 18 des Werkstückes
in Berührung gebracht werden können.
-
Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung ist so ausgeführt, daß das Werkstück
12 auf der Grundplatte 10 in einem einfachen und billig herzustellenden Tragglied
drehbar gelagert ist, um ein Wackeln und ein Axialspiel der sich drehenden Teile
zu verhindern, die Abnutzung zwischen den Teilen auszugleichen und
Drehteile
verschiedener Art lagern zu können. Genaue gesagt besteht die Werkstücklagerung
aus einem Spannfutter 34, das in dem hier gezeigten Fall ein bekanntes Dornfutter
ist. Dieses Futter besitzt äußere Nuten 36, die mit inneren Nuten 38 in dem Werkstück
zusammenpassen und gegeneinander andrücken, um die Längsachse der letzteren in Übereinstimmung
mit der Drehachse des Dornes zu halten. Das Dornfutter 34 besitzt ebenfalls einen
zylindrischen Wellenteil 40, wie er oben erwähnt ist, der auf einem Lagerbock 42
drehbar gelagert ist. Der letztere stützt den Dorn oberhalb und parallel zu der
Grundplatte 10, wie es am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist. In der hier erwähnten
Ausführungsform der Erfindung ist der Lagerbock 42 an der Grundplatte 10 mittels
Schrauben 44 und 46 befestigt. Vordere und hintere, nach oben gerichtete Verlängerungen
48 und 50 des Lagerbockes 42 sind der Länge nach, wie bei 52 und 54 gezeigt, geschlitzt,
und diese Verlängerungen besitzen miteinander übereinstimmende Bohrungen 56, die
zur drehbaren Lagerung der Welle 40 dienen. Die Bohrungen 56 entsprechen den Lagerstellen
der Welle 40 und stellen weiche, zylindrische Lager für diese dar. Die geschlitzten
Teile ,der beiden Verlängerungen 48 und 50 sind mittels zweier Schrauben 58 und
60 miteinander verbunden, die dazu dienen, die Lagerflächen gegen die darin befindliche
Welle anzuspannen. Beide Verlängerungen 48 und 50 besitzen auch jeweils eine Schraube
62, die die geschlitzten Seiten der Verlängerungen auseinander hält. In jedem Fall
befinden sich die Schrauben 62 vorzugsweise - in der Mitte zwischen den beiden Schrauben
58 und 60. Durch geeignete Einstellung der Schrauben 58, 60, und 62 kann man die
Lager so auf die Zapfenteile der Welle 40 mit der nötigen Spannung anpassen, daß
dadurch jegliches Wackeln der Welle ausgeschlossen ist und sich die Welle mit dem
sich daran befindlichen Futter 34 gleichzeitig leicht drehen läßt. Die Drehung der
Welle und des Dornes wird durch eine Mutter 64 erleichtert, die auf das untere Ende
der Welle aufgeschraubt ist und durch eine Schraube 66 festgehalten wird. Zur Schmierung
der Lagerzapfen sind die beiden Schlitze 52 und 54 vorzugsweise mit geöltem Filz
68 und 70 gefüllt. Zur Verhinderung des Axialspieles der Welle 40 besitzt diese
einen radialen Flasnch 72, der gegen die Vorderkante des Lagerbockes 42 unter dem
Druck eines zwischen der Mutter 64 und der hinteren Kante des Lagerbockes befindlichen
Federringes 74 anliegt. Die Vorspanung des Ringes 74 läßt sich durch entsprechendes
Spannen oder Lösen der Mutter 64 auf der Welle 40 regulieren. Nach geeignetem Spannen
des Federringes 74 wird die Mutter 64 in der gewählten Einstellung der Schraube
66 festgehalten.. Durch den. Druck des Ringes 74 auf die Mutter 64 wird der
Flansch 72 gegen den Lagerbock 42 gedrückt, wobei der durch den Ring bewirkte konstante
Druck jedes Axialspiel der Welle 44 oder des daran befestigten Dornes 34 verhindert.
-
Die beschriebene Vorrichtung vermeidet die Notwendigkeit, Radial-
und Druck-Rollenlager bzw. Kugellager anwenden zu müssen, wie sie sonst allgemein
für diesen Zweck üblich sind. Solche Lager müssen äußerst genau auf die Welle aufgepaßt
werden, wobei die letztere in einem solchen Maße wackeln kann, daß die Passung zwischen
den Lagern und der Welle ungenau ist. Auch wird jegliches Spiel zwischen den Lagerschalen
und den Kugeln oder Rollen der Lager durch eine seitliche Bewegung oder seitliches
Wackeln der Welle wiedergegeben. Sogar kleine Bewegungen innerhalb der Lager wirken
sich bei einer Vorrichtung dieser Art stark aus. Weiterhin nutzen sich Kugel- oder
Rollenlager im Gebrauch ab, und bei steigender Abnutzung steigern sich auch im verstärkten
Maße die auf die Lehre übertragenen Ungenauigkeiten.
-
Ein weiterer Nachteil der bekannten Prüfvorrichtungen besteht darin,
daß es fast unmöglich ist, einen Aufspanndorn gegen einen anderen auszutauschen.
In der praktischen Anwendung ist es schwierig, einen Satz Dorne mit Schäften herzustellen,
die alle genau gleiche Abmessungen haben. Einrichtungen, in denen der das Werkstück
tragende Drehteil auf Kugel- oder Rollenlagern gelagert ist, sind daher gewöhnlich
auf eine einzige, ursprünglich vorgesehene Anordnung beschränkt, und die Vielseitigkeit
einer solchen Vorrichtung ist daher stark beeinträchtigt. Bei der obigen Anordnung
nach der Erfindung läßt sich jedoch eine große Anzahl von Aufspanndornen in der
Vorrichtung auswechselbar verwenden, und diese läßt sich daher für verschiedene
Werkstückformen und -größen anwenden, die auf Grund ihrer unterschiedlichen Bauart
auf verschiedenartigen Aufspannvorrichtungen befestigt werden müssen. Irgendwelche
Größenunterschiede der Spannschäfte lassen sich leicht durch geeignete Verstellung
der Schrauben 58, 60 und 62 ausgleichen.
-
Auch macht es bei der neuen Bauart keinen Unterschied, wenn der Flansch
72 sich nicht genau im rechten Winkel zur Achse der Welle 40 befindet oder die an
den Flansch 72 anliegende Vorderkante des Lagerbockes 42 nicht absolut glatt ist
oder sich genau im rechten Winkel zur Drehachse der Welle befindet. Der gebogene
Federring 74 hält den Flansch 72 gegen den Lagerbock 42 fest angedrückt, ganz gleichgültig,
wo sich der Berührungspunkt oder die Berührungspunkte befinden. Auch ist dieser
Berührungsdruck genügend kräftig, um die Welle 40 gegen jedes Axialspiel zu sichern
und jedes irgendwie in dem Aufspanndorn auftretende Endspiel auszuschalten.
-
Der Lagerbock 42 läßt sich also in jedem Fall auf Größenunterschiede
der Aufspanndorne mit dem gleichen Genauigkeitsgrad einstellen, gleichgültig, wie
klein die Unterschiede im Sitz der Schäfte auch sein mögen.
-
Ähnlich läßt sich die neue Bauart auch der Verwendung von Spannschäften
oder -wellen verschiedener Länge anpassen. In dieser Beziehung ist es offensichtlich,
daß bei Bedarf Zwischenlagen geeigneter Länge zwischen den gebogenen Federring 74
und die benachbarte Seitenfläche des Lagerbockes 42 eingefügt werden können. Auch
läßt sich die Vorrichtung aus normalen, in jedem Materiallager auffindbaren Teilen
herstellen, und es ist in keinem Fall notwendig, die betreffenden Teile mit besonderer
Genauigkeit herzustellen. Hierdurch lassen sich die Herstellungskosten der Vorrichtung
auf ein Minimum beschränken, obwohl sie trotzdem in ihrer Arbeitsweise die strengsten
Genauigkeitsvorschriften erfüllt.
-
Die Lehre 22 ist bei 76 auf einem einzigen Ständer 78 befestigt, der
wiederum auf der Grundplatte 10 mittels einer Schraube 80 befestigt ist, und zwar
in einer solchen Lage mit Bezug auf das Werkstück, daß sich das Fühlglied 24 der
Lehre 22 in der richtigen Stellung zu der zu prüfenden Seitenfläche 20 des radialen
Flansches 14 befindet. Während des eigentlichen Prüfvorganges liegt das Fühlglied
24 einfach an das in der Vorrichtung eingespannte Werkstück an. Da die Lehre 22
hinter dem Werkstück angeordnet ist, braucht sie nicht irgendwie verschoben zu werden,
um das Werkstück einspannen oder wieder entfernen zu können. Falls jedoch einmal
der Fall eintreten sollte,
4af) das Fühlglied 24 der Lehre dem Werkstück
im Wege steht, läßt sich die Lehre leicht auf dem Ständer 78 schwenkbar lagern und
bei Nichtgebrauch aus der Bahn des Werkstückes herausschwenken.
-
Die anderen beiden Lehren 26 und 28 sind auf einer Welle 82 gelagert,
die über der Grundplatte 10 parallel zur Werkstückachse 12 auf Ständern 84 befestigt
ist. Wie besonders aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Welle 82 und die Ständer
84 gemeinsam durch Schrauben 86 auf der Grundplatte 10 befestigt. Beide Lehren 26
und 28 sind auf gleiche Art auf der Welle 82 gelagert. Zu diesem Zweck ist jede
dieser Lehren mittels einer Schraube 88 an einem Arm 90 befestigt, der auf der Welle
82 drehbar gelagert ist. Hierfür besitzt jeder Arm 90 ein geschlitztes äußeres Ende
92, das die Welle 82 umschließt (Fig.2). Am inneren Ende des geschlitzten Teiles
besitzt der Arm 90 eine mit der Welle 82 übereinstimmende, zu seiner Lagerung auf
dieser bestimmte Lageröffnung 94. Durch geeignetes Anziehen einer der die geschlitzten
Enden des Armes verbindenden Schraube 96 läßt sich dieser verschieden fest auf der
Welle 82 befestigen. In der praktischen Anwendung ist es gewöhnlich erwünscht, die
Schraube 96 so fest anzuziehen, daß jegliches Wackeln oder Spiel des Armes auf der
Welle verhindert wirTünd genügend Reibungskraft zwischen beiden entsteht, um Elen
Arm in einer bestimmten Winkellage auf der Welle festzuhalten. An beiden Seiten
jedes Armes 90 befinden sich auf der Welle 82 Bundringe 98 und 100 mit einem zwischen
dem Arm und den Bundringen liegenden gebogenen und vorgespamiten Federring 104,
der irgendwelches Wackeln oder eine seitliche Bewelyung des Armes 90 verhindert.
Die Ringe 98 und 100 sind vorzugsweise in Längsrichtung der Welle verstellbar, uni
die Lehre auf verschiedene Werkstücke einstellen und auch die V orspannung der Federringe
104 verstellen zu können. Stellschrauben 106 und 108 dienen zur Befestigung der
Ringe 98 und 100 in der eingestellten Lage auf der Welle 82. Diese Schrauben besitzen
vorzugsweise Messingspitzen od. dgl., um jede Beschädigung der Welle 82 zu vermeiden.
Offensiclitlich verhindert der richtig angezogene Federring 104. daß der Arm 90
auf Grund seines Gewichtes herunterfällt und die daran befestigte 1@leßuhr dabei
beschädigt wird. Weiterhin hält der Federring den Arm gleichmäßig fest und verhindert
jedes Axialspiel desselben, wodurch eine genaue Anzeige der Meßuhr ermöglicht wird.
''orzugs#,veise werden außerdem Mittel vorgesehen, um eine Dreh- oder Winkelbewe-5tzng
des Armes 90 innerhalb gewisser Grenzen zu halten. In der gezeigten Ausführungsform
der Erfindung bestehen diese Mittel aus einem an der Welle befindlichen Querzapfen
110 und radial vorspringenden Stiften 112 und 114 an den Bundringen 98 und 100.
In der praktischen Anwendung wird, wie es auch aus den Zeichnungen hervorgeht, der
Arm 90 in eine horizontale Lage geschwenkt, um die Lehre zum Anschlag an das Werkstück
so einzustellen, daß der ()uerzapfen 110 dann nach unten gegen den Stift 114 anliegt.
Wenn die Lehre jedoch nicht gebraucht wird, wird der Arm 90 vorzugsweise nach oben
in eine senkrechte Lage geschwenkt. so daß der Querzapfen 110 gegen den Stift 112
anliegt. Letzteres stellt in erster Linie eine Sicherheitsmaßnahme dar, um zu verhindern,
daß der Prüfende nicht etwa unabsichlich die Lehre zu weit zurückschwingt, wo sie
vielleicht versC-lientlich angeschlagen und beschädigt werden könnte. Da die Ringe
98 und 100 auf der Welle 82 sowohl drehbar als auch axial verschiebbar sind, lassen
sich auch die durch die Stifte 112 und 114 bestimmten Grenzen entsprechend den Anforderungen
des betreffenden Falles verschieden einstellen.
-
Aus Obigem ist bereits ersichtlich, daß die meisten beschriebenen
Vorteile, die sich auf den das Werkstück tragenden Spanndornschaft 40 beziehen,
auch auf die Vorrichtung zutreffen, die zur Lagerung der die Fühlerlehren tragenden
Arme 90 dient. Die gesamte Vorrichtung läßt sich daher mit einem Bruchteil der Herstellungskosten
der vorbekannten Prüfeinrichtungen herstellen, und trotzdem überragt die Genauigkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei weitem die solcher mehr komplizierten und
weitaus teureren Konstruktionen. Wenn die den Spanndornschaft, d. h. die Welle 40,
aufnehmende Bohrung und der Spanndorn selbst den gleichen oder ähnlichen Durchmesser
besitzen, ist die in Fig. 4 gezeigte Bauart besonders geeignet. Wenn jedoch nur
eine geringe Verstellung der Schrauben 58, 60 und 62 benötigt wird und besonders
dann, wenn diese Schrauben die beiden Seiten der Lagerung zusammenziehen müssen,
um einen gut passenden Sitz zwischen der Wand der Bohrung 56 und der Welle 40 zu
erzielen, wird hierdurch eine Dreipunktlagerung der Welle in der Bohrung hergestellt,
wobei diese drei Lagerungspunkte mehr oder weniger gleichmäßig auf den Umfang der
Welle verteilt sind. Die Erfahrung mit einer solchen Lagerung hat bewiesen, da?)
bei vorschriftsmäßiger Herstellung solcher Dreipunktlagerung und richtiger Verteilung
der drei LagCrungspunkte eine gute Lagerung der Spannwelle erzielt wird und jede
Neigung derselben, sich seitlich zu verschieben oder zu wackeln, vermieden wird.
Unter solchen Bedingungen läßt sich der genau richtige Reibungsgrad zwischen der
Welle und ihren Lagern herstellen, und solche Dreipunktlagerung erlaubt eine Drehbarkeit
der Welle, die für ihren besonderen Zweck als ideal bezeichnet werden kann. Außerdem
kann man die Schrauben 58, 60 und 62 von Zeit zu Zeit nachstellen, um irgendwelche
Abnutzung der betreffenden Lagerflächen auszugleichen und so die ideale Lagerung
der Welle jederzeit beizubehalten.
-
In solchen Fällen jedoch, in denen der Außendurchznesser der Spannwelle
bedeutend kleiner ist als der Durchmesser der Lagerbohrung, besteht die Gefahr,
daß die drei Berührungspunkte zwischen der Bohrung und der Welle ungleichmäßig auf
den Umfang der Welle verteilt sind. In solchen Fällen befindet sich der eine Berührungspunkt
gewöhnlich am Boden der Bohrung direkt entgegengesetzt zu dem Schlitz 54, während
sich die beiden anderen Berührungspunkte zwar an entgegengesetzten Seiten, jedoch
direkt neben dem Schlitz befinden. Sie liegen also verhältnismäßig nahe beieinander,
jedoch ziemlich weit von dem dritten Berührungspunkt entfernt. Erfahrungsgemäß ist
eine solche Lagerung nicht so ideal wie eine solche, bei der die drei Lagerpunkte
gleichmäßig um den Umfang der Welle verteilt sind.
-
Eine Möglichkeit gemäß der Erfindung, die .Neigung der Lagerpunkte,
sich unsymmetrisch zu verteilen. auszugleichen, ist in Fig. 6 gezeigt. Der dort
gezeigte Lagerbock 116 besitzt eine Bohrung 118 ähnlich der Bohrung 56 mit einem
nach oben gehenden Schlitz 120. der von Schrauben 122 überquert wird. Wenn diese
Schrauben angezogen werden, läßt sich dadurch die Bohrung um die darin befindliche
Welle herum verengen. Bis zu diesem Punkt ist die Vorrichtung nach Fig. 6 etwa die
gleiche wie die oben beschriebene und in Fi.g. 4 gezeigte, abgesehen davon, daß
der Schlitz 120 wenigstens um die Hälfte weiter ist als der Durchmesser der Bohrung
118. Eine solche Erweiterung des Schlitzes verschiebt die Lagerpunkte 124, 126 und
128
etwa in der in Fig.6 gezeigten Weise, so daß diese wiederum ziemlich gleichmäßig
in der Bohrung verteilt sind. In dem Schlitz 120 ist ein Filzpolster 130 angebracht,
so daß dieses eine in der Bohrung 118 gelagerte Welle berührt. Die ziemlich gleichmäßig
voneinander entfernten Lagerpunkte 124, 126 und 128 stellen eine äußerst genaue
Lagerung der Welle dar, und durch Anbringung des Filzpolsters 130 läuft diese tatsächlich
in den Zwischenräumen zwischen den drei Lagerpunkten in einem Ölfilm.
-
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Sicherung
der gleichmäßigen Verteilung der drei Berührungspunkte zwischen dem Lager und der
Spannwelle. Diese besteht aus einem Lagerbock 132 mit einer Lagerbohrung 134 und
einem von der Bohrung bis zur Oberkante des Lagerbockes verlaufenden senkrechten
Schlitz 136. Klemmschrauben 138 dienen zur Verengung der Bohrung gegenüber der darin
drehbar gelagerten Welle. In dem Schlitz befindet sich ein ölgetränktes Polster
140. Die Ausführungsform nach Fig.7 ist also grundsätzlich der in Fig. 4 gezeigten
ähnlich. Jedoch besitzt in der letzten Ausführungsform die Bohrung außerdem ein
Paar radiale Einschnitte 142 und 144, die sich am Boden der Bohrung 134 etwa im
Winkel von 60° von der senkrechten Mittellinie der Bohrung und zu beiden Seiten
derselben befinden. Diese Schlitze 142 und 144 sollten genügend tief sein, damit
der Abstand zwischen dem Boden jedes Schlitzes und der benachbarten Seite des Lagerbockes
geringer ist als der Abstand zwischen den Seiten der Bohrung und den benachbarten
Seiten des Lagerbockes 132. Vorzugsweise macht man den Abstand zwischen dem Boden
jedes Schlitzes 142 und 144 und der benachbarten Seite des Lagerbockes 132 etwa
halb so groß wie den Mindestabstand zwischen der Bohrungswand und der entsprechenden
Seite des Lagerbockes. In, einem solchen Fall neigen die beiden Lagerhälften zu
beiden Seiten der Bohrung 134 dazu, sich bei Anspannung der Klemmschrauben 138 um
einen Punkt zu biegen oder zu schwenken, der sich etwa in der Mitte zwischen dem
Ende der Einschnitte 142 und 144 und der betreffenden benachbarten Seite des Lagerbockes
132 befindet. Die Punkte, an denen sich das Lager bei Anspannung der Schrauben 138
biegt, sind also begrenzt und festliegend, und das Lager kann sich demnach nicht
etwa in erster Linie an Punkten biegen, die neben oder oberhalb der diametral entgegengesetzten
Seiten der Bohrung liegen. Hierdurch liegen die Lagerpunkte 146, 148 und 150 im
etwa gleichen Abstand voneinander an dem Umfang der Welle an und gestatten -eine
ziemlich weitgehende Verstellung des Lagerdurchmessers. Dies ist offensichtlich
sehr erwünscht, da hierdurch größere Toleranzen der Werkstücke zulässig sind und
die Arbeitszeit und Herstellungskosten verringert werden, ohne daß dadurch die Wirkung
auf das zu erzielende Endprodukt in irgendwelcher Weise beeinträchtigt wird.
-
Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich der
in Fig. 7 gezeigten, und deshalb sind auch für die entsprechenden Teile die gleichen
Bezugsziffern in beiden Figuren angewandt. Insbesondere befindet sich die Lagerbohrung
134 weiter von der Oberfläche des Lagerbockes entfernt, und der Schlitz 136 ist
entsprechend länger. Ein Satz Schrauben 138 dient dazu, die beiden Hälften oder
Seiten des Lagers zusammenzuziehen, während ein weiterer Satz Schrauben 152 dazu
dient, die von den Schrauben 136 bewirkte Verengung der Lagerbohrung zu begrenzen.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, erstrecken sich die Schrauben 152 durch den
Lagerbock nur nach einer Seite des Schlitzes 136. Je nach der Länge des Lagers kann
jede beliebige Anzahl von Schrauben 136 und 152 entlang dieser Länge vorgesehen
sein. Jedoch liegen in der gezeigten Ausführungsform die Begrenzungsschrauben 152
näher an der Bohrung 134 als die Klemmschrauben 136, und für jede Klemmschraube
ist eine Begrenzungsschraube vorgesehen.
-
Die in Fig. 9 und 10 gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls
der in Fig. 5 gezeigten ähnlich, mit der Ausnahme, daß sich die Lagerung der Welle
40 über die ganze Länge des gelagerten Wellenteiles erstreckt. Insbesondere besitzt
der Lagerbock 154 dieser Ausführungsform eine Bohrung 156, die durch die ganze Länge
des Lagerbockes hindurchgeht. Klemmschrauben 158 sind in Abständen voneinander entlang
der Länge des Lagerbockes vorgesehen, und zwischen diesen befinden sich Begrenzungsschrauben
160 zur Begrenzung und Feststellung der Einstellung der Lagerbohrung um die Welle
des Spanndornes 40 herum. In dieser Ausführungsform ist der Wellendurchmesser jedoch
in der Mitte verringert, so daß die Welle die Bohrung nur an den äußeren Enden 164
und 166 berührt. Weiterhin besitzt die Lagerbohrung 156 vorzugsweise radiale Einschnitte
168 und 170 ähnlich denen in Fig. 7 und B. Die Lagerung 154 der Welle 40 arbeitet
also in ähnlicher Weise wie die Lagerung 42.
-
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
die sich als äußerst wirksam zur vorschriftsmäßigen Lagerung der drehbaren Spindelwelle
ohne Verwendung irgendwelcher normaler Lagermittel, wie Rollen- oder Kugellager
oder Lagerbuchsen, erwiesen hat und von Zeit zu Zeit Nachstellungen zum Ausgleich
etwaiger Abnutzung oder sonstiger Fälle, wodurch ein Wackeln oder Axialspiel der
Welle entstehen könnte, gestattet. Die Lagerung ist im allgemeinen ähnlich der in
den Fig. 9 und 10 gezeigten und besteht aus einem aufrecht stehenden, plattenartigen
Lagerbock 172 mit einer horizontalen Längsbohrung 174, worin die Welle 176 drehbar
gelagert ist. Der Lagerbock ist in der Seitenansicht nach Fit'-.
11 allgemein rechteckiger Form und auf einer Grundplatte, ähnlich wie Platte
10, befestigt. Die Lagerbohrung 174 erstreckt sich horizontal durch den Lagerbock,
und der Mittelteil 178 der Welle 176 besitzt geringeren Durchmesser, um die eigentlichen
Lagerstellen 180 und 182 auf die entgegengesetzten äußeren Enden der Bohrung zu
beschränken, und zwar so, daß sie verhältnismäßig weit auseinander liegen, damit
bei richtiger Einstellung der Lagerung gegenüber der Welle die Lagerbohrung 174
eng an der Welle anliegt und jegliche Möglichkeit irgendwelchen Wackelns oder Spieles
zwischen den beiden Teilen verhindert.
-
Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform der Erfindung besitzt das
Lager 172 einen senkrechten, von der Bohrung zur Oberfläche des Lagerbockes verlaufenden
Schlitz 184, der in einer durch die Mitte der Bohrung 174 verlaufenden senkrechten
Ebene liegt. Der Schlitz 184 schneidet sich also sozusagen mit der Bohrung 174 und
gestattet eine gewisse Verstellbarkeit der zylindrischen Lagerwandung mit Bezug
auf die Welle 176. Die beiden Lagerteile zu beiden Seiten des Schlitzes 184 sind
durch Schrauben 186 und 188 miteinander verbunden, und diese sind von entgegengesetzten
Seiten in den Lagerbock in gleicher Weise wie die Schrauben 158 und 160 laut Fig.
10 eingeschraubt. Die Schrauben 186 und 188 sind ziemlich gleichmäßig voneinander
über die Länge des Lagerbocken
172 verteilt, so daß dieser gleichmäßig
über die ganze Länge der Lagerbohrung durch Anziehen oder Lösen der Schrauben eingestellt
werden kann.
-
Die Bohrung 174 ist ursprünglich genau auf ein bestimmtes Maß plus
einer kleinen Toleranz hergestellt und die Welle 176 auf das gleiche Maß minus einer
kleinen Toleranz, so daß die Bohrung in jedem Fall eine geringe übergröße gegenüber
der Welle besitzt und eine geringe Bewegung gleich der Summe der beiden Toleranzen
zwischen der Bohrung und der Welle vor der genauen Einstellung der Bohrung auf die
Welle zulässig ist. Eine solche Abstimmung der Maße der Bohrung 174 und der Welle
176 sichert eine hohe Genauigkeit der Endeinstellung sowie die Gleichmäßigkeit der
Passung der einzelnen Teile zueinander bei ihrer Herstellung und ermöglicht die
erwünschte leichte Austauschbarkeit dieser Teile gegeneinander.
-
Gemäß der Erfindung ist die Bohrung 174 an voneinander getrennten
Punkten ihres Umfanges ausgekerbt, und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind
drei solche Auskerbungen 190, 192 und 194 vorgesehen. Die Auskerbung 190 befindet
sich in etwa gleichem Abstand an den entgegengesetzten Seiten des senkrechten Schlitzes
184, während sich die beiden anderen Auskerbungen 192 und 194 vorzugsweise im gleichen
Abstand von der Auskerbung 190 und auf entgegengesetzten Seiten einer durch die
Mitte der Bohrung 174 verlaufenden senkrechten Ebene befinden. Vorzugsweise werden
auch die ausgekerbten Stellen 190, 192 und 194 ziemlich weit gemacht, so daß die
Berührungspunkte der Bohrung mit der Welle entsprechend schmal sind. \Tatürlich
müssen die Auskerbungen 190, 192 und 194 genügend weit voneinander entfernt liegen,
damit die dazwischenliegenden Berührungs- oder Lagerpunkte eine genügende Lagerung
der drehbaren Welle 176 bewirken können. In der hier gezeigten Vorrichtungsart sind
jedoch bedeutende Schwankungen in den Maßen der Berührungsflächen zulässig.
-
Bei Anspannung der Schrauben 186 und 188 in der beschriebenen Weise
wird die Bohrung 174 eng gegen die Welle 176 angezogen. Durch geeignete Einstellung
der Schrauben 186 und 188 können die Lagerflächen auf die Welle 176 den gewünschten
Druck ausüben, um diese vorschriftsmäßig drehbar zu lagern. Die Bohrung 174 stellt
eine Dreipunktlagerung für die Welle 176 dar, da sie die Welle nur an den Punkten
zwischen den Auskerbungen 190, 192 und 194 berührt. Diese Dreipunktlagerung stützt
die Welle 176 ohne jedes Wackeln derselben ab und, wenn erwünscht, lassen sich die
Schrauben 186 und 188 zum Ausgleich irgendwelcher Abnutzung od. dgl. verstellen,
ohne die. Wirksamkeit der Bohrung zur Lagerung der Welle in der beschriebenen Weise
zu beeinflussen. Weiterhin ist es wichtig, daß die eine Lagerfläche direkt entgegengesetzt
zu dem durchgehenden Schlitz 184 liegt und die beiden anderen Lagerflächen an den
entgegengesetzten Seiten und neben, jedoch getrennt von dem Schlitz 184 liegen.
Bei dieser Anordnung bewirkt eine Verstellung der Schrauben 186 und 188 beim Festziehen
der Bohrung 174 an die Welle 176, daß die oberen Lagerflächen nach unten auf die
Welle drücken und dabei die letztere gegen die am Boden befindliche Lagerfläche
drücken. Tatsächlich ausgeführte Untersuchungen haben ergeben, daß diese Art der
Verteilung und Anordnung der Lagerflächen am auererfolgreichsten ist, um die Erfindung
zu verwirklichen.