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Prüf- und Einstellvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Prüf- und
Einstellvorrichtung zum Prüfen der Genauigkeit der Gradeinteilung eines in der Winkellage
verstellbaren Tisches od. dgl. einer Werkzeugmaschine bzw. zum Einstellen eines
solchen Tisches in eine bestimmte Winkellage, bestehend aus einem mit Gradeinteilung
kalibrierten Träger (Schlitten oder Trommel) mit einer damit verbundenen lichtreflektierenden
Fläche, über die der Strahlengang eines ortsfesten Autokollimationsfernrohres geführt
ist, wobei der kalibrierte Träger gegenüber einer Grundplatte in eine gewünschte
Winkellage drehbar ist.
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Prüf- und Einstellvorrichtungen der genannten Art sind an sich bekannt,
und zwar lassen sich mit Hilfe solcher Einrichtungen sehr kleine Winkelabweichungen
mit hoher Genauigkeit feststellen.
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Die Schwierigkeit derartiger Vorrichtungen liegt darin, sie so auszubilden,
daß sie für einen großen Winkelbereich brauchbar sind. Zu diesem Zweck wurde bei
den bekannten Einrichtungen die Zahl der reflektierenden Flächen erhöht, z. B. durch
Verwendung von Mehrfachspiegeln mit einer unterschiedlichen Zahl von reflektierenden
Flächen oder von Facettenringen mit einer großen Zahl von reflektierenden Flächen
(bis 180). Abgesehen davon, daß derartige Mehrfachspiegel mit der erforderlichen
G'enauigkeit schwer herzustellen sind, handelt es sich hierbei auch um außerordentlich
teure Bauelemente, da die Winkelzuordnung der einzelnen Spiegel ganz einwandfrei
sein muß, um genaue Winkelmessungen oder Einstellungen vornehmen zu können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine billigere und
genauere Einrichtung zu schaffen, die für einen großen Winkelbereich brauchbar ist
und mit der eine wesentlich größere Zahl von Winkelstellungen des Tisches geprüft
oder eingestellt werden kann, als mit Mehrfachspiegeln möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl die
Grundplatte als auch der Träger der reflektierenden Fläche an ihrem Umfang mit ineinandergreifenden
Verzahnungen mit gleichen Zahnabständen versehen sind und die beiden Verzahnungen
nach Verdrehung des die reflektierende Fläche tragenden Trägers gegenüber der Grundplatte
in einer beliebigen, durch die Zahnteilung bestimmten Winkelstellung gegeneinander
lösbar verriegelbar sind.
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Hinsichtlich der lösbar verriegelbaren Verzahnung macht dabei die
Erfindung von einem Konstruktionsgedanken Gebrauch, der z.B. für die Einstellung
eines Mehrfach-Werkzeughalters bekannt ist.
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Der Vorteil der neuen Vorrichtung besteht darin,
daß nur eine einzige
reflektierende Fläche verwendet wird, die ohne große Kosten sehr genau herstellbar
und justierbar ist und eine sehr hohe Genauigkeit über einen großen Winkelbereich
gewährleistet ist.
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Außerdem hat die neue Vorrichtung gegenüber den bekannten Einrichtungen
den Vorteil, daß gegenüber der beschränkten Anzahl von Winkelstellungen, die mit
Mehrfachspiegeln genau geprüft werden können, eine entsprechend der Zähnezahl der
Verzahnung sehr große Anzahl von Winkelstellungen des Tisches überprüft oder eingestellt
werden kann. Hinzu kommt, daß es bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht erforderlich
ist, eine genaue Anfangsbeziehung zwischen der Drehachse des zu prüfenden oder einzustellenden
Tisches und der Drehachse der reflektierenden Fläche herzustellen, wie z. B. bei
den bekannten Einrichtungen mit Mehrfachspiegeln, so daß die Bedienung der Vorrichtung
einfacher und schneller ist und auch weniger Sachkunde und Sorgfalt erfordert.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es zeigt F i g. 1 die Vorderansicht der erfindungsgemäßen Prüf- und
Einstellvorrichtung, F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach F i g. 1,
und zwar im verkleinerten Maßstab, zusammen mit einem Tisch und einem Teil des Kollimators,
F
i g. 3 eine Schnittansicht nach der Linie 3-3 der Fig. 1, F i g. 4 eine teilweise
Querschnittsansicht nach der Linie 4-4 der F i g. 3, mit einem Teil der ineinandergreifenden
Verzahnungen, F i g. 5 eine vergrößerte schematische Seitenansicht eines Zahnpaares
gemäß Fig.4, wobei der obere vom unteren Zahn getrennt dargestellt ist, F i g. 6
eine schematische Draufsicht auf eine Anzahl von Zähnen in vergrößertem Maßstab.
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Die Prüf- und Einstellvorrichtung 11 besteht aus einer Grundplatte
12 und einer darauf angebrachten Trommel 13. Die Grundplatte 12 ist kreisförmig
und besitzt eine flache Unterfläche 14, in der magnetische Elemente 15 angebracht
sein können, um die Grundplatte sicher auf einem zu prüfenden bzw. einzustellenden
Tisch 16 zu halten. Der zylindrische Umfang der Grundplatte 12 ist an der oberen
Kante mit Gradeinteilungen 17 kalibriert. Dabei hat der obere Teil der Grundplatte
in der Mitte eine Mulde 18, die von einer Vielzahl sich radial erstreckender und
nach oben gerichteter, der Gradeinteilung entsprechenden Zähne 19 umgeben ist. Das
dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt 360 solcher Zähne, so daß die Trommel 13
in Abständen von 10 eingestellt werden kann, d. h., es lassen sich so viele Winkelstellungen
des Tisches einstellen oder überprüfen, als die Zahl der Zähne beträgt. Der Mittelabschnitt
der Grundplatte 12 besitzt eine zentrale, mit einem Gewinde versehene Öffnung 21,
in der ein zylindrischer Bolzen 22 angebracht ist. Dieser trägt an seinem oberen
Ende einen durch eine Zapfenverbindung 24 angebrachten Griff 23. Der Griff trägt
zwei Nocken 25, die zum Heben und Senken der Trommel 13 dienen.
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Die Trommel 13 besitzt eine im allgemeinen zylmdrische Form und weist
im oberen Abschnitt 26 eine mit einer Öffnung versehene zentrale Nabe 27 auf, in
die der Bolzen 22 hineinragt. Zwischen dem unteren Ende der Nabe 27 und dem den
Bolzen 22 unmittelbar umgebenden Abschnitt der Grundplatte 12 ist eine Schraubendruckfeder
28 angebracht. Diese Feder drückt auf den Ring 29 an der unteren Seite der Nabe
und schiebt die Trommel 13 nach oben.
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Der Durchmesser der Bohrung30 der Nabe27 ist größer als der des Bolzens
22, so daß die Grundplatte 12 gegenüber der Trommel 13 drehbar ist. Auf einen zweiten,
am oberen Abschnitt 26 angebrachten Ring 31 wirken die Nocken 25 ein. Diese sind
so ausgebildet, daß, sobald sich der Griff 23 in horizontaler Lage, wie in F i g.
1 gezeigt, befindet, die Trommel 13 nach unten gedrückt wird, während ein Schwenken
des Griffes 23, entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, in die vertikale Stellung der
Feder 28 gestattet, die Trommel nach oben zu drücken, so daß die Verzahnung 19,
32 der Trommel und Grundplatte gelöst wird. In gesenkter Stellung der Trommel greifen
die Zähne 32 an der unteren Seite der Trommel in die Zähne 19 der Grundplatte ein.
Die Zähne 32 sind als Gegenstücke der Zähne 19 ausgebildet, so daß sie genau ineinandergreifen
können, wenn der Griff 23 in die horizontale Stellung bewegt wird.
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Die Zähne 19 und 32 sind vorzugsweise spitz zulaufend ausgebildet
(F i g. 4 bis 6), so daß die Trommel 13 genau konzentrisch zur Grundplatte 12 liegt,
sobald die Zähne ineinandergreifen. Dabei verbreitern sich die flachen Flanken der
Zähne 19 und 32 von einem auf der Mittellinie 0 der Grundplatte angenommenen theoretischen
Scheitelpunkt, der unge-
fähr mit der Mittelachse des Bolzens 22 zusammenfällt, nach
außen. Die Spitzen der Zähne 19 und 32 sind vorzugsweise abgephast, um einen vollständigen
Kontakt der Zahnflanken sicherzustellen, wenn diese in Eingriff gebracht werden.
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Ein durchsichtiger Randstreifen 33 ist am unteren Teil der Trommel
13 gleich außerhalb der Zähne 32 angebracht. Dieser Streifen trägt eine Null-Markierung
34, wodurch das Einstellen der Trommel 13 gegenüber der Grundplatte 12 erleichtert
ist.
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Ein Spiegel 35 ist auf einer Seite der Trommel 13 direkt über der
Null-Markierung 34 angebracht. Der Spiegel 35 ist vorzugsweise in einer vertikalen
Ebene angebracht, und zwar mit Hilfe eines tafelförmigen Teiles 36 an der Trommel
13, auf dem der Spiegel mit einem Klebstoff 37 befestigt ist. Zweckmäßigerweise
wird der Kollimator 41 zuerst mit Hilfe eines gebräuchlichen (nicht gezeigten) optischen
Quadrats in eine exakte Lage gebracht. Dieses optische Quadrat wird anschließend
durch die Vorrichtung 11 ersetzt. Der Spiegel 35 kann, solange der Klebstoff 37
noch weich ist, mit Hilfe des Kollimators endgültig eingestellt werden.
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Wenn z. B. die Gradeinteilung 38 (Fig. 2) für die Einstellung des
Tisches 16 zu prüfen ist, so wird die Vorrichtung 11 in der Nähe des Mittelpunktes
39 des Tisches 16 aufgestellt, wobei nicht notwendig ist, daß die Achse 0 der Vorrichtung
11 genau mit dem Mittelpunkt 39 des Tisches zusammenfällt. Diese beiden Mittelpunkte
müssen nur so nahe liegen, daß der Spiegel 35 sich in der Visierlinie des Kollimators
41 oder eines anderen verwendeten Winkelmeßgerätes befindet.
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Ein in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeter
Kollimator 41 arbeitet mit einem parallelen Lichtstrahl 42 und mit einem vertikal
angebrachten Zieldraht. Das von dem Draht durch den Spiegel 35 zurückgeworfene Bild
wird mit einer Skala innerhalb des Kollimators 41 zur Anzeige der Winkelverschiebungen
des Tisches um eine vertikale Achse verwendet. Die Entfernung eines solchen Kollimators
vom Spiegel ist dabei uhwesentlich.
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Zum Prüfen der Genauigkeit der Gradeinteilung 38 wird zunächst die
Trommel 13 auf der Grundplatte 12 so gedreht, daß die Null-Markierung 34 der Trommel
13 mit der Null-Markierung der Skala 17 der Grundplatte 12 zusammenfällt. Der Griff
23 wird dann in seine horizontale Lage gesenkt und verriegelt somit die Verzahnungen
der Trommel 13 und der Grundplatte 12. Die Gradeinteilung 38 des Tisches 16 wird
dann auf Null gestellt und die Vorrichtung 11 auf dem Tisch 16 so eingestellt, daß
der Spiegel 35 sich in der Lage A (voll ausgezogene Linien in Fig.2) befindet, d.
h. genau im rechten Winkel zu den parallelen Lichtstrahlen des Kollimators 41 (Pfeile
42). In dieser Lage wird der im Kollimator 41 befindliche Draht durch den Spiegel
35 auf sich selbst zurückgeworfen. Der Kollimator 41 kann auch um eine horizontale
Achse verstellt werden, damit die Lichtstrahlen im rechten Winkel auf die Spiegelebene
treffen und die Arbeitsfähigkeit der Vorrichtung nicht beeinträchtigt ist, falls
der Spiegel 35 nicht genau in einer vertikalen Ebene ausgerichtet ist.
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Wird dann der Griff 23 in seine vertikale Lage geschwenkt, dann hebt
die Feder 28 unter Lösen der Zähne 32 von den Zähnen 19 die Trommel 13 von
der
Grundplatte 12 ab. Die Trommel 13 wird dann mit der Hand ergriffen und gegenüber
der Grundplatte 12 in eine gewünschte Winkelstellung gebracht (z. B. bis die Null-Markierung
34 auf 100 der Skala 17 steht). Während dieser Drehung (entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn)
bleibt die Grundplatte 12 gegenüber dem Tisch 16 in ruhiger Lage, da beide durch
die von der Grundplatte getragenen magnetischen Elemente 15 zusammengehalten werden.
Dann wird der Griff 23 wieder in seine horizontale Lage geschwenkt, so daß die Zähne
32 mit den Zähnen 19 wieder ineinandergreifen und verriegelt sind. Der Spiegel 35
befindet sich nun in der durch die gestrichelte Linie B in F i g. 2 angezeigten
Lage. Durch die exakte Ausbildung der Zähne 19 und 32 ist sichergestellt, daß der
Spiegel 35 nun genau um 10° gegenüber seiner Ausgangsstellung gedreht ist. Nun wird
durch die Kurbel 43 der Tisch 16 mitsamt der Prüf- und Einstellvorrichtung im Uhrzeigersinn
um den Mittelpunkt 39 gedreht, und zwar so lange, bis die Gradeinteilung 38 auf
100 eingestellt ist. Der Spiegel 35 befindet sich dann in der durch die Punkt-Strich-Linie
C in F i g. 2 gezeigten Lage.
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Wenn die Gradeinteilung 38 genau kalibriert ist, dann befindet sich
der Spiegel 35 nunmehr bei C in genau paralleler Lage zu A, und der Kollimator 41
zeigt keinen Fehler an. Wenn jedoch die Gradeinteilung 38 fehlerhaft ist, d. h.
wenn der Tisch nicht genau um 100 im Uhrzeigersinn gedreht wurde, dann wird der
entstandene Winkelfehler mittels des auf die Skala des Kollimators 41 geworfenen
Spiegelbildes des Kollimatordrahtes festgestellt und abgelesen.
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Der gleiche Vorgang läßt sich natürlich für die Prüfung jeder Winkeleinstellung
der Gradeinteilung 38 durchführen.
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Wenn an Stelle der Genauigkeitsprüfung der Gradeinteilung 38 der
Tisch 16 in eine vorherbestimmte Winkellage gedreht werden soll, wird das gleiche
Verfahren angewandt, nur mit dem Unterschied, daß, sobald die Kurbel 43 gedreht
wird, um den Spiegel 35 von der Lage B nach Lage C zu bringen, der Grad der Drehung
nicht von der Einstellskala 38 bestimmt wird, sondern von der Lage des von dem Draht
im Kollimator geworfenen Spiegelbildes zur 0-Lage abhängig ist. Wenn die Kurbel
43 so lange gedreht wird, bis das zurückgeworfene Bild des Drahtes wieder an der
Null-Markierung der Skala des Kollimators 41 anlangt, dann ist der Tisch 16 genau
in die Winkellage gedreht, in der sich die Null-Markierung 34 vorher zur Skala 17
befand.