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Vorrichtung zur Verschwenkung einer Meßlehre in die Meßstellung und
zu deren selbsttätiger Rückstellung Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen und
Vorrichtungen zur Verschiebung von Meßlehren in die Meßstellung und zur Rückstellung
dieser Lehren aus der Meßstellung in die Ruhestellung.
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Eine Vorrichtung zum Einrücken und selbsttätigen Rückstellen einer
Meßlehre muß zwei wesentlichen Bedingungen genügen: Einerseits muß sie die Meßlehre
während des Zeitraumes der tatsächlichen Messung in einer ganz bestimmten Stellung
gegenüber dem zu messenden Werkstück anordnen. Andererseits muß sie während der
Rückstellung die Meßlehre eine Anzahl von ebenfalls, in diesem Fall aber gegenüber
dem Maschinenrahmen, genau bestimm ten Stellungen durchlaufen lassen bis zu einer
Ruhestellung, bei welcher das Werkstück so freigelegt ist, daß es ohne Schwierigkeit
ausgewechselt werden kann.
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Allgemein wird eine solche Vorrichtung mit Hilfe von zwei verschiedenen
Elementen vermittelt: Einer Zuführvorrichtung, einem Gleitschlitten oder verformbarem
Parallelogramm und einem gelenkigen System oder einer durch Biegen verformbaren
Vorrichtung, welche die Meßlehre mit der Zuführvorrichtung so verbindet, daß die
erstere mehr oder weniger vollständig den Verschiebungen des Werkstücks in der Meßstellung
folgen kann.
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Erfindungsgemäß weist die Verstellvorrichtung für die Meßlehre ein
Gelenkarmsystem auf, wobei ein Arm durch den Hauptteil der Meßlehre selbst dargestellt
wird und eine Vorrichtung mit totem Gang in die zwei der Arme miteinander verbindende
Gelenkeinrichtung eingeschaltet ist. Das System besteht aus einem verformbaren Vieleck
mit einem geschlossenen Kreis während der Verstellbewegungen und einem offenen Kreis
in der Meßstellung, wobei die Verbindung zwischen den erwähnten beiden Armen durch
die Vorrichtung mit totem Gang während des Meß vorganges aufgehoben wird.
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Erfindungsgemäß wird also ein einziger Kreis vermittelt, der durch
die Vereinigung von Gelenk armen gebildet ist, wobei einer dieser Arme aus der Meßlehre
selbst besteht und der Kreis bei der Verstellbewegung der Meßlehre in die Ruhe-
oder Meßstellung geschlossen und während des Meßvorganges offen ist, wenn sich die
Meßlehre in ihrer Stellung auf dem Werkstück befindet.
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Die für die Verstellvorrichtung der Meßlehre in dieser Beschreibung
benutzten Ausdrücke »offener Kreis« und »geschlossener Kreis« sollen andeuten, daß
die Teile der Vorrichtungen während der Verstellbewegungen miteinander fest im Eingriff
stehen, während in der Meßstellung die Vorrichtung derart
an einer Stelle ausgelenkt
ist, daß Bewegungen von geringer Größe möglich sind.
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Es können verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, je nach dem
Weg, den die Meßlehre aus der Meßstellung auf dem Werkstück in die Bereitschafts-oder
Ruhestellung zurücklegt. Alle diese Vorrichtungen weisen ein gemeinsames Merkmal
auf, das bereits beschrieben wurde: Einen offenen Kreis während der Messung und
einen geschlossenen Kreis bei der Verstellung. Durch ein weiteres gemeinsames Merkmal
wird die genaue Lage der Meßlehre auf dem Werkstück während der Messung gewährleistet,
d. h., die Meßlehre ist immer mit drei Meßtastern versehen.
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Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß die Verstellvorrichtung die Form eines Vielecks aufweist, welches während der
Verstellung einen geschlossenen Kreis bildet, sie hat also mindestens vier Seiten.
Schwierigere Bewegungen können ausgeführt werden, wenn die Anzahl der Gelenkstellen
erhöht wird, aber in jedem Fall ist die Steuerbewegung oder die das Wirksamwerden
der Vorrichtung auslösende Verschiebung eine einfache und darüber hinaus kontinuierliche,
lineare oder kreisförmige Verschiebung.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung hat die Verstellvorrichtung
die Form eines gelenkigen Vielecks mit vier Seiten, von welchen eine aus der Meßlehre
selbst besteht. In der Meßstellung weist das Vieleck einen offenen Kreis auf, wobei
die Meßstellung durch das Fehlen jeder Berührung zwischen einer in der Meßlehre
vorgesehenen Bohrung und
einem an dem Bewegungsarm des Vielecks
vorgesehenen Kopf bestimmt wird.
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Die Berührung zwischen dem zu messenden Werkstück und den festen
Tastern der Meßlehre wird mit Hilfe von Federn gewährleistet.
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Eine mechanische oder elektromechanische Vorrichtung wirkt auf einen
Arm des Vielecks ein, um die Meßlehre von dem Werkstück zu entfernen und sie in
ihre Ruhestellung zurückzuführen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die
Verstelivorrichtung keinerlei Einfluß - auf die eigentliche Messung hat.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Vieleck mit einem zusätzlichen
Arm versehen, um eine weniger einfache Rückstellbewegung der Meßlehre nach der Messung
zu vermitteln.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung an Hand der
Zeichnung näher erläutert, in welcher Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
sind. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch eine vier Seiten aufweisende Ausführungsform
einer Verstellvorrichtung in der Meßstellung; Fig. la entspricht der Fig. 1, zeigt
aber die Meßlehre in ihrer ganz zurückgezogenen Stellung, d. h. in der Ruhelage;
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht einer Verstellvorrichtung in Form eines
Vielecks mit fünf Seiten, wobei sich die Meßlehre in der Meßstellung befindet; Fig.
2a entspricht der Fig. 2, zeigt aber die Meßlehre in einer mittleren Stellung, bei
welcher sie eben außer Berührung mit dem Werkstück gekommen ist; Fig. 2b entspricht
ebenfalls der Fig. 2 und zeigt die Meßlehre vollständig zurückgezogen in der Ruhelage.
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In Fig. 1 befindet sich die Meßlehre A in der Meßstellung auf dem
zylindrischen WerkstückB, wobei die Meßlehre mit dem Werkstück an drei Stellen in
Berührung steht, nämlich durch die festen Taster 1 und 2 und dem mit der Meßvorrichtung
verbundenen Taster 3.
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Das VieleckMNOP hat vier Arme, von welchen der Armen durch die Meßlehre
selbst gebildet ist.
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Das Vieleck stellt in Fig. 1 einen offenen Kreis dar, weil die Gelenkstelle
P ein wesentliches Spiel aufweist und die Meßstellung durch das Fehlen jeder Berührung
zwischen der Drehachse P des Kopfes des Bewegungsarmes OP einerseits und der in
der Meßlehre ausgebildeten Bohrung P' andererseits bestimmt wird.
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Eine Blattfeder 4 steht mit dem am Arm OP befestigten Finger 5 in
Berührung und gewährleistet zusammen mit einer Zugfeder 6 die Anlage der festen
Taster 1 und 2 an dem Werkstück, wobei die Feder 6 gleichzeitig die erforderliche
- Bewegungskraft vergrößert.
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Die Bewegungsvorrichtung besteht aus einem Kolben 7 einer hydraulischen
oder pneumatischen Druckvorrichtung, der mit einer Zahnstange 8 eine Baueinheit
bildet, welche mit einem am Arm OP befestigten und sich mit diesem um die Achse
0 drehenden, gezahnten, kreissektorförmigen Bauteil 9 im Eingriff steht. Eine auf
die innere Stirnfläche des Kolbens 7 einwirkende Druckfeder 10 hält den Arm OP in
der in Fig. 1 gezeigten Meßstellung, wenn auf die äußere Stirnfläche des Kolbens
kein Bewegungsimpuls ausgeübt wird.
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In der Meßstellung nach Fig. 1 ist die Meßlehre nur bei M an den
ARMEN angekuppelt, welcher sie über die Gelenkstelle N mit dem Sockel der Vorrichtung
verbindet.-Die Meßlehre hat daher eine gewisse Freiheit für Bewegungen in der Zeichnungsebene.
welche dem Spiel entspricht, da sie nur dann in ihre Ruhelage gedrückt wird, wenn
sich die Drehachse P in Berührung mit der Bohrung P' in der Meßlehre befindet. Der
Meßvorgang findet daher unter den günstigsten Bedingungen statt. Die Verschiebungen
der Achse des Werkstücks und die Veränderungen seines Durchmessers bleiben ohne
jede Wirkung auf die Genauigkeit der Messung, solange die Größe dieser Bewegungen
oder Veränderungen in der Meßstellung nicht über das Spiel hinausgeht.
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Die Rückstellbewegung wird dadurch herbeigeführt, daß ein hydraulischer
oder pneumatischer Druck auf die der Anlagefläche der FederlO gegenüberliegende
Stirnfläche des Kolbens zur Einwirkung gelangt.
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Selbstverständlich könnte aber auch jede beliebige andere mechanische
oder elektromechanische Vorrichtung verwendet werden, um die für diese Bewegung
erforderliche Bewegungskraft zu vermitteln.
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Der Arm OP dreht sich um die Achse 0, wobei der Finger 5 außer Berührung
mit der Blattfeder 4 gelangt und gleichzeitig das Spiel bei p aufgehoben wird. Der
vierseitige Kreis MNOP schließt sich, wobei diese vierseitige Anordnung im vorliegenden
Fall die Form eines Parallelogramms aufweist, welches sich verformt, bis es die
in der Fig. la gezeigte Ruhestellung erreicht.
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Die Meßlehre wird durch in entgegengesetzter Richtung verlaufende
Bewegungsvorgänge wieder in die Meßstellung zurückgeführt, sobald die Einwirkung
des Fluidums auf den Kolben aufhört.
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Die für die Entfernung der Meßlehre von dem Werkstück erforderliche
Bewegung ist häufig weniger einfach, und in diesen Fällen wird ein zusätzlicher
Arm verwendet Die Fig. 2 zeigt eine hängende Vorrichtung, bei welcher sich die Meßlehre
A in Meßstellung auf dem zylindrischen Werkstück B befindet.
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Dabei steht die Meßlehre an drei Stellen mit dem WerkstückB in Berührung,
nämlich mit den festen Tasternl und 2 und dem mit der Meßvorrichtung verbundenen
Taster 3.
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Das Vieleck MNO QP hat hier fünf Seiten oder Arme, von welchen der
Arm PM aus einer Verlängerung der Meßlehre selbst besteht. In der Stellung der Fig.
2 bildet das Vieleck einen offenen Kreis, da die Gelenkstelle P aus einer Drehachse
besteht, die in einem Langloch gleitend gelagert ist. Die Meßstellung wird wie bei
dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel durch das Fehlen jeder Berührung der
Achse mit den Enden des Langloches bestimmt. Darüber hinaus kann der Arm PQ um den
Punkts schwingen, wodurch für die Meßlehre völlige Freiheit bei ihrer Anordnung
auf dem Werkstück vermittelt ist. Das Gelenk Q weist, wie in der Fig. 2 schematisch
angedeutet, einen Anschlag auf und läßt eine- Drehbewegung des Armes zu. bis die
Arme PQ und QO in einer Geraden liegen, wobei der Anschlag der Gelenkstelle Q wirksam
wird. Die Blattfeder 4 steht mit -dem Finger5 kraftschlüssig in Verbindung und sucht
den ARMEN zu drehen. Ferner gleicht sie das -Gewicht der Meßlehre aus und-gewährleistet
die Anlage der Taster 1 und 2 an-dem Wcrkstuck,--Die bei dem Ausführungsbeispiel
nach
Fig. 1 vorgesehene zweite Feder 6 ist in diesem Fall nicht
erforderlich, da sich die Meßlehre unter der Einwirkung der Schwerkraft gegen das
Werkstück anlegt.
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Die Bewegungsvorrichtung ist die gleiche wie in Fig. 1. Sie weist
einen mit einer Rückholfeder 10 versehenen Kolben 7 auf, aber in diesem Fall wirkt
der Kolben unmittelbar mit einem ARMEN zur am men, der mit dem Arm OQ fest verbunden
ist. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt deutlich, daß die Bewegungskraft in verschiedenster
Weise vermittelt werden kann, daß aber alle diese Möglichkeiten einfach verwirklicht
werden können. Die Meßlehre ist nur bei M an den ARMEN angekuppelt, der sie über
die GelenkstelleN mit dem ortsfesten Träger verbindet.
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Die Meßlehre kann sich in der Zeichnungsebene frei verschieben und
ist, wie bei dem schon beschriebenen Ausführungsbeispiel, mit drei Tastern versehen.
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Der Rückstellvorgang wird in zwei Abschnitten durchgeführt, zu welchen
ein vorbereitender Arbeitsgang hinzukommt, bei welchem der Druck der Feder 4, die
die festen Taster 1 und 2 der Meßlehre gegen das Werkstück andrückt, beseitigt wird,
um einen harten Übergang am Beginn der Rückstellung zu vermeiden.
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Zu diesem Zweck löst der von der Bewegungsvorrichtung nach oben gezogene
Arm OQ zunächst den Druck auf die mit dem ARMEN verbundene Feder4, und die Meßlehre
sucht nach unten zu fallen. Bei der Fortsetzung seiner nach oben gerichteten Bewegung
wird das Spiel in dem Langloch aufgehoben, sodann drückt der Arm die DrehachseP
an der Meßlehre nach links, wobei die Meßlehre sich um die Gelenkstelle M dreht.
Die Meßlehre wird auf diese Weise von dem Werkstück entfernt und in die in der Fig.
2a gezeigten Stellung gebracht.
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Sobald das Spiel in dem Langloch aufgehoben ist, stellt das Vieleck
MNOQP einen geschlossenen Kreis dar, und zwar ein Fünfeck, das in jeder Richtung
in der Zeichnungsebene verformbar ist, aber sobald die Gelenkstelle Q in ihre Anschlagstellung
gelangt, wobei sich die Arme OQ und QP in einer Geraden befinden, wird das Fünfeck
zu einem Parallelogramm MNO P, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
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Die vollständige Abwicklung der Rückstellbewegung führt zu der in
Fig. 2b dargestellten Stellung die derjenigen der Fig. la entspricht.
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Der Taster 2, der die Stellung der Meßlehre in einer Richtung bestimmt,
welche zu der den Meßdurchmesser bestimmenden Achse senkrecht verläuft, kann so
angeordnet sein, daß er sich gegen das Werkstück abstützt, oder dieser Taster kann
aus einem an dem Fundament der Vorrichtung befestigten Anschlag bestehen, der die
gleiche Wirkung hat.
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Bei den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen ist das von den
Armen während der Verstellbewegung gebildete Vieleck ein Parallelogramm. Dies ist
jedoch nicht eine notwendige Bedingung, vielmehr erlaubt die Verwendung ungleicher
Arme die Erreichung verschiedenartiger Bewegungsbahnen, ohne daß dadurch der Rahmen
der Erfindung verlassen würde.