DE1189285B - Vorrichtung zum Messen des Nachstellweges eines Werkzeugtraegers von Werkzeugmaschinen mittels einer Messuhr - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIb

Deutsche KL: 42 b-24

Nummer: 1189 285

Aktenzeichen: Sch 25872IX b/42 b

Anmeldetag: 11. April 1959

Auslegetag: 18. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Nachstellweges eines Werkzeugträgers, Schlittens, Schiebers od. dgl. von Werkzeugmaschinen mittels einer Meßuhr, die an einem von zwei relativ zueinander verschiebbaren Maschinenteilen befestigt ist, wobei der Fühler der Meßuhr mit einem am anderen Maschinenteil durch einen schaltbaren Permanentmagneten haftenden Anschlag zusammenwirkt.

Gegen Ende der Fertigstellung von Dreh-, Bohr-, Hobel- oder Fräsarbeiten auf Werkzeugmaschinen ist in der Regel ein genaues Messen des Nachstellweges notwendig, um den Vorschub zur Erzielung des Schlußspanes entsprechend dem vorgeschriebenen Sollmaß genauestens einzustellen. Da die Nachstellung häufig nur eine Verstellung der bewegbaren Maschinenteile relativ zueinander um Bruchteile eines Millimeters erfordert, ist eine Nachstellung von Hand mit Hilfe des Anstellrades oder der Anstellkurbel rein gefühlsmäßig nicht ausführbar. Man bedient sich daher einer Meßuhr, welche eine genaue Überwachung des Nachstellwertes erlaubt.

Es ist bekannt, die Meßuhr an einem der beiden relativ zueinander bewegbaren Maschinenteile, beispielsweise an der Schlittenführung einer Werkzeugmaschine, zu befestigen und den anderen Maschinenteil mit einem Anschlag auszurüsten, der mit dem Fühler der Uhr zusammenwirkt, wodurch diese den Verschiebeweg der beiden Teile zueinander zur Anzeige bringt. Bei den bekannten Meßvorrichtungen dieser Art ist der Anschlag vor der Nachstellung beispielsweise am Maschinenschlitten derart anzubringen, daß er gerade den Fühler der Uhr berührt. Zeigt die Uhr in dieser Stellung auf Null, kann beim Verschieben des Schlittens das absolute Verschiebemaß abgelesen werden.

Die bekannte Anbringung von Meßuhr und Anschlag für deren Fühler ist mit Mängeln behaftet. Das Anschrauben des Anschlages an dem einen Maschinenteil erfordert einen nicht unerheblichen Kraftaufwand, der eine Feststellung des Anschlages genau an derjenigen Stelle erschwert, an der er den Fühler der Meßuhr eben berührt. Ferner ist bei der bekannten Art der Anbringung mit Beschädigung der Meßuhr dann zu rechnen, wenn der Verschiebeweg der Maschinenteile zueinander den Verschiebeweg des Fühlers der Meßuhr überschreitet. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn eine Grobverstellung erfolgt, zuvor aber das Lösen des Anschlages versäumt wurde. Dieses Lösen wird leicht vergessen, und Beschädigungen der Meßuhr bzw. ihrer Halterung sind unausbleiblich.

Vorrichtung zum Messen des Nachstellweges
eines Werkzeugträgers von Werkzeugmaschinen
mittels einer Meßuhr

Anmelder:

Schiess Aktiengesellschaft,

Düsseldorf-Oberkassel, Hansa-Allee 245

Als Erfinder benannt:

Hans Oskar Wagner, Düsseldorf

In Erkenntnis der Nachteile, die mit dem Festschrauben eines mit einer Meßuhr zusammenwirkenden Anschlages verbunden sind, sind Permanentmagnete für die Anschlagbefestigung bekanntgeworden, welche sich ohne Schwierigkeiten genau an der gewünschten Stelle eines Maschinenteiles anheften lassen, und die bei Angreifen einer Kraft parallel zur Anheftebene bei Überschreiten der Magnetkraft eine Verschiebung auf der Anheftfläche zulassen. Damit ist die Gefahr einer Beschädigung von Anschlag und Meßuhr herabgesetzt. Unter anderen Ausführungen ist ein Ständer als Träger der Meßuhr bekannt, der einen abschaltbaren Magnetfuß aufweist, mit dem das Anheften der Meßuhr auf einer Maschinenfläche jeweils an der gewünschten Stelle erfolgen kann.

Diese bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß eine exakte Zuordnung von Meßuhrfühler und Anschlag bezüglich der Verschiebung der Maschinenteile nicht mit der genügenden Exaktheit gewährleistet ist, insbesondere nicht bei Werkzeugmaschinen, wenn sich die Arbeitsvorgänge wiederholen und immer wieder die kleinen Nachstellwege einer Messung bedürfen.

Ferner ist es bekannt, bei einer Vorrichtung zur Feststellung des sogenannten Schlages einer Arbeitsspindel eine Meßuhr zu verwenden, deren Fühler mit dem einen Arm eines doppelarmigen Hebels in Fühlung gebracht wird, dessen anderer Arm an einer Kugel anliegt und diese abtastet. Die Kugel ist in einer Kugelkalotte mittels eines Permanentmagneten gehalten.

Es sind auch Meßuhren bekannt, bei denen der Boden des Meßuhrengehäuses einen Magneten aufnimmt, so daß derartige Uhren unmittelbar an Flächen anheftbar sind, um so mit ihrem Fühler mit einem Anschlag in Fühlung gebracht werden zu können, der an einem verschiebbaren Maschinenteil befestigt ist.

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Diese bekannten magnetischen Haltevorrichtungen für Meßuhren sind zwar in einfacher Weise für die verschiedensten Messungen anwendbar, sind jedoch in der Form, wie sie vorliegen, nicht brauchbar, um an die Stelle von Vorrichtungen zum Messen des Nachstellweges eines Werkzeugträgers treten zu können, bei denen die Meßuhr an dem einen relativ zum anderen verschiebbaren Maschinenteil starr befestigt ist und ihr Fühler mit einem am anderen Maschinenteil angebrachten Anschlag zusammenwirkt, wenn es sich bei den relativ zueinander verschiebbaren Maschinenteilen um solche von Werkzeugmaschinen handelt, die deren Arbeitsweise entsprechend einander zugeordnet sind.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der genannten Nachteile bekannter Vorrichtungen eine Meßvorrichtung zum Messen des Verstellweges relativ zueinander bewegbarer Maschinenteile von Werkzeugmaschinen mittels einer Meßuhr zu schaffen, bei der eine genaue Zuordnung von Meßuhrfühler und damit zusammenwirkendem Anschlag gewährleistet ist, um eine exakt einstellbare Ausgangsstellung für die Messung zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit dem Fühler der Meßuhr zusammenwirkende Anschlag fest mit dem Permanentmagneten verbunden ist und dieser in dem die Meßuhr tragenden, am einen Maschinenteil befestigten Gehäuse in Richtung des Nachstellweges verschiebbar und entlang einer am anderen Maschinenteil vorgesehenen Haftfläche geführt ist.

Dadurch ist gewährleistet, daß Meßuhr und Anschlag von einem gemeinsamen Gehäuse getragen sind, in welchem der den Anschlag tragende Permanentmagnet in bestimmte Richtung verschiebbar ist und an einer beliebigen Stelle des Verschiebeweges an den anderen Maschinenteil angeheftet werden kann. Außerdem ist hierdurch eine feinfühlige Einstellung des Anschlages an einer Stelle möglich, an der der Anschlag den Fühler der Meßuhr gerade berührt.

Um eine weitgehende Sicherung gegen Beschädigung der Meßuhr zu erhalten, kann die Vorrichtung so gestaltet werden, daß sich der angeheftete Permanentmagnet nach einem vorbestimmten Nachstellweg der beiden Maschinenteile zueinander selbsttätig löst, daß er also die Haftverbindung mit der Haftfläche verliert, gleichzeitig aber in dem Gehäuse, in dem er geführt ist, gehalten bleibt.

Für das Lösen des Permanentmagneten ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der Permanentmagnet ein Stellorgan aufweist, an dem eine Feder angreift, die nach einem vorbestimmten Nachstellweg der beiden Maschinenteile zueinander das Stellorgan in eine Stellung dreht, in der der Permanentmagnet von der Haftfläche des Maschinenteils gelöst ist, während in der Einschaltstellung des Permanentmagneten eine an einer Nase des Stellorgans eingreifende Klinke der Feder entgegenwirkt.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Klinke als Winkelhebel ausgebildet sein, dessen einer Hebelarm am Stellorgan angreift und dessen anderer Hebelarm nach einem vorbestimmten Nachstellweg der Maschinenteile zueinander mit einem Auslöser in Fühlung kommt, durch den der Winkelhebel von dem Stellorgan abgehoben wird.

Dabei ist nach der Erfindung des weiteren die Möglichkeit gegeben, den Permanentmagneten jeweils selbsttätig in die Ausgangslage zurückzubringen in der Weise, daß der Permanentmagnet in der Nachstellrichtung in dem Gehäuse entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar geführt ist.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 in schaubildlicher, schematischer Darstellung eine Karusselldrehbank, die mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung für den Nachstellweg des

ίο Werkzeugträgers versehen ist,

F i g. 2 den Werkzeugträger der Maschine nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 die Meßvorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung in der Ausgangsstellung, F i g. 4 die erfindungsgemäße Meßvorrichtung gemäß F i g. 3 in der Draufsicht,

F i g. 5 die erfindungsgemäße Meßvorrichtung in derjenigen Stellung, in der der maximale Verschiebungsweg überschritten und der Permanentmagnet gelöst ist, und

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der F i g. 5 durch die Meßvorrichtung.

F i g. 1 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung bei einer Karusselldrehbank, bei der der Querträger 1 senkrecht an der Säule 2 verschiebbar ist, während in Längsrichtung des Querträgers 1 der Support 3 verschiebbar ist, auf dem der Schlittenträger 4 schwenkbar befestigt ist. Verschiebbar auf dem Schlittenträger 4 befindet sich der das Werkzeug oder die Werkzeuge selbst tragende Schlitten 5. Die Meßvorrichtung nach der Erfindung kann jeweils zum Messen der Verschiebungswege der einzelnen zueinander bewegbaren Teile der Maschine verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel ist sie dazu bestimmt, den Nachstellweg des Werkzeugschlittens 5 festzulegen. Dazu ist das die Meßuhr 6 tragende Gehäuse 7 seitlich der Führung des Werkzeugschlittens 5 am Schlittenträger 4 derart befestigt, daß der im Inneren des Gehäuses 7 untergebrachte Permanentmagnet 11 eine seitlich am Schlitten 5 vorgesehene Haftfläche 8 berührt. In die Haftfläche 8 des Schlittens 5 ist ein Meßstab 9 mit einer Maßeinteilung eingelassen, mit deren Hilfe die Grobverstellung der Meßvorrichtung am Schlittenträger 4 vorgenommen werden kann.

Den Aufbau und die Wirkungsweise der Meßvorrichtung nach der Erfindung lassen im einzelnen die F i g. 3 bis 6 erkennen. Wie bereits erwähnt, trägt das am Schlittenträger 4 befestigte Gehäuse 7 die Meßuhr 6, deren Fühler 10 sich bei der Anzeige »Null« beispielsweise in der Stellung gemäß F i g. 3 befindet, während der maximale Meßwert der Meßuhr 6 der Stellung des Fühlers 10 nach F i g. 5 entspricht. Der Permanentmagnet 11 ist in dem Gehäuse7 in Nachstellrichtung verschiebbar geführt und gehalten, wobei die Ausgangslage in der F i g. 3 und die Endlage in F i g. 5 gezeigt sind. Durch den Durchbruch 12 im Gehäuse 7 ragt ein Anschlag 13, welcher mit dem Permanentmagnet 11 fest verbunden ist, derart nach außen, daß er mit dem Fühler 10 der Meßuhr 6 in Fühlung kommen kann. Seine Lage in bezug auf den Fühler 10 kann derart gewählt sein, daß die Meßuhr in der Stellung gemäß F i g. 3 den Wert »Null« und in der Stellung gemäß F i g. 5 den größtmöglichen Meßwert anzeigt, der nicht überschritten werden darf, um eine Beschädigung der Uhr zu vermeiden. Das Stellorgan des Permanentmagneten ist in den Fi g. 3 bis 6 mit 14 bezeichnet

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und kann mittels des Handknopfes 15 von Hand verstellt werden. In der F i g. 3 ist diejenige Stellung gezeigt, in der der Permanentmagnet die Verbindung mit der Haftfläche 8 herstellt, während in der Fig. 5 die gelöste Stellung dargestellt ist.

An dem Stellorgan 14 greift die Feder 27 an, die das Stellorgan 14 in die »Losstellung« zu drehen sucht. Die Verstellung wird dadurch gehindert, daß die als Winkelhebel ausgebildete Klinke 16 mit dem Hebelarm 17 hinter die Nase 18 am Stellorgan 14 greift (Fig. 3). Ist nun der Permanentmagnet 11 mit der Haftfläche 8 des Werkzeugschlittens 5 verbunden und erfährt der Schlittens eine Verschiebung abwärts, so nimmt der Schlitten 5 den Permanentmagnet 11 mit. Der Verschiebungsweg wird dabei durch die Meßuhr 6 gemessen, da der Anschlag 13 des Permanentmagneten 11 den Fühler 10 der Uhr 6 in Verschiebungsrichtung bewegt. Bei der Verschiebung des Permanentmagneten 11 nach unten wird auch der von diesem getragene Winkelhebel 16 abwärts verschoben, bis sein Hebelarm 19 auf den Anschlag 20 stößt. Dieser bewirkt ein Auswärtsverschwenken des Winkelhebels 16, so daß sich dessen Hebelarm 17 von der Nase 18 löst. Nach Freigabe des Stellorgans 14 durch den Hebelarm 17 kann die Feder 27 wirksam werden, die nun das Stellorgan 14 in die Stellung gemäß F i g. 5 dreht, in der der Permanentmagnet 11 von der Haftfläche 8 gelöst wird. Im Falle einer weiteren Verschiebung des Werkzeugschlittens 4 auf seiner Verschiebungsbahn auf dem Schlittenträger 4 erfolgt keine weitere Mitnahme des Permanentmagneten 11, weil das Stellorgan 14 innerhalb des Schlitzes 22 am Gehäuse 7 zum Anliegen kommt, so daß eine weitere Einwirkung des Anschlages 13 auf den Fühler 10 der Meßuhr 6 unterbleibt. Durch die Feder 30 im Inneren des Gehäuses erfolgt eine selbsttätige Rückführung des Permanentmagneten 11 einschließlich seines Stellorgans 14 und des Winkelhebels 16 in die Ausgangslage gemäß F i g. 3.

Das Stellorgan 14 ragt durch die Abdeckung 21 des Gehäuses nach außen, wozu der Schlitz 22 vorgesehen ist, dessen Länge dem Verschiebungsweg des Permanentmagneten 11 entspricht. An dem Permanentmagneten 11 ist die Platte 23 befestigt, welche frei nach unten ragt und an der am unteren Ende der Winkelhebel 16 an der Stelle 24 angelenkt ist. Der Anschlag 20 dagegen ist unmittelbar am Gehäuse? vorgesehen. Die Feder 27 ist einmal am Stellorgan 14 und zum anderen an dem Schwenkhebels befestigt, der an der Stelle 29 schwenkbar am Gehäuse 7 befestigt ist. An seinem anderen Ende greift die Stange 28, die auch durch einen Draht gebildet sein kann, an. Sie ist mit dem Hebelarm 19 des Winkelhebels 16 verbunden, so daß mit dem Ausschwenken des Winkelhebels 16, wenn nämlich der Hebelarm 19 den Anschlag 20 berührt, ein zusätzliches Anziehen der Feder 27 verbunden ist, wodurch die bei der Verstellung des Stellorgans 14 wirksame Federkraft erhöht wird. Bei dem Umschalten in die »Los-Stellung« gemäß F i g. 5 greift der Hebelarm 17 des Winkelhebels 16 hinter die zweite Nase 26 am Stellorgan 14 und verhindert eine weitere Drehung des Stellorgans. Die beiden Stellungen des Stellorgans sind demnach durch die Nase 18 (Verbindungsstellung) und die Nase 26 (»Los-Stellung«) in Verbindung mit dem Winkelhebel 16 festgelegt.

Selbstverständlich kann die Meßvorrichtung gemäß den F i g. 3 bis 6 nicht nur an Karusselldrehbänken zur Anwendung gebracht werden, sondern grundsätzlich bei allen Werkzeugmaschinen, bei denen einzelne Maschinenteile relativ zueinander um sehr genaue Maße verschoben werden müssen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen des Nachstellweges eines Werkzeugträgers, Schlittens, Schiebers od. dgl. von Werkzeugmaschinen mittels einer Meßuhr, die an einem von zwei relativ zueinander verschiebbaren Maschinenteilen befestigt ist, wobei der Fühler der Meßuhr mit einem am anderen Maschinenteil durch einen schaltbaren Permanentmagneten haftenden Anschlag zusammenwirkt, dadurchgekennzeichnet, daß

ao der mit dem Fühler (10) der Meßuhr (6) zusammenwirkende Anschlag (13) fest mit dem Permanentmagneten (11) verbunden ist und dieser in dem die Meßuhr (6) tragenden, am Maschinenteil (4) befestigten Gehäuse (7) in Richtung des

as Nachstellweges verschiebbar und entlang einer am Maschinenteil (5) vorgesehenen Haftfläche (8) geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (11) ein Stellorgan (14) aufweist, an dem eine Feder (27) angreift, die nach einem vorbestimmten Nachstellweg der beiden Maschinenteile (4, 5) zueinander das Stellorgan (14) in eine Stellung dreht, in der der Permanentmagnet (11) von der Haftfläche (8) des Maschinenteils (5) gelöst ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Haftlage des Permanentmagneten (11) eine an einer Nase (18) des Stellorgans (14) eingreifende Klinke (16) der

Feder (27) entgegenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (16) als Winkelhebel ausgebildet ist, dessen einer Hebelarm (17) am Stellorgan (14) angreift und dessen anderer Hebelarm (19) nach einem vorbestimmten Verschiebungsweg der Maschinenteile (4, 5) zueinander mit einem Auslöser (20) in Fühlung kommt, durch den der Winkelhebel (16) von dem Stellorgan (14) abgehoben wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (11) in der Nachstellrichtung entgegen der Kraft einer Feder (30) in dem Gehäuse (7) verschiebbar geführt ist, die den Permanentmagnet (11) einschließlich des Stellorgans (14) und des Winkelhebels (16) in gelöstem Zustand in die Ausgangslage zurückführt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1773 908,
379;

Patentschrift Nr. 15702 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

USA.-Patentschriften Nr. 2 280 437, 2 811779;
Zeitschrift »Feingerätetechnik«, 1956, H. 4, S. 154.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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