DE1477514A1

DE1477514A1 - Verfahren zum Anordnen eines Werkstueckes in einer Bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE1477514A1
Application number: DE19621477514
Authority: DE
Inventors: Basso Joseph Charles
Original assignee: De Laval Turbine Inc; Delaval Turbine California Inc
Current assignee: IMO Industries Inc; Delaval Turbine California Inc
Priority date: 1962-03-23
Filing date: 1962-03-23
Publication date: 1969-03-13
Also published as: NL275915A; GB938092A; NL275914A; CH379222A; CH381050A; GB936325A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Anordnen eines ',Werkstückes in einer Bearbeitungsmaschine, wie einer Drehbank, einer Schleifmaschine o.dglo

Bei Drehbänken, Schleifmaschinen o.dgl,, bei denen eine sehr genaue Rundheit des Werkstückes und eine minimale Exzentrizität verlangt werden, ist es wesentlich, da., die zu:a Abstützen des 7/erkstückes dienenden, mit einem konischen Vorsprung oder mit einer konischen Vertiefung versehenen Zentrierteile - im nachstehenden mit "Spitze" bzw. "Hohlspitze" bezeichnet - mit einer engen Toleranz in -ucriehtun;.; miteinander liegen» Y/cnn die du:; Werkstück abstützenden Spitzen nicht in Ausrichtung κι i Ic in rund or liegen, taumelt dat; ΐ/erkstück, wenn es während

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des Bearbeitungsvorganges gedreht v/ird, was dazu führt, daß auf ihm Erhöhungen gebildet werden» Dies ist in vielen Fällen unerwünscht, beispielsweise bei der Herstellung von Lagerzapfen, wo solche Erhöhungen zu einem nicht-äusgewuehteten Arbeiten des Lagerzapfens führen,.

Es ist ferner erwünscht, daß die Hohlspitzen mit bezug auf das Werkstück zentrisch angeordnet, sind, so daß ein Minimum von "Drehpass¹¹ entsteht, wenn sich das Y/erkstück dreht. Ein solcher "Drehpass" wird durch eine erhöhte Stelle des Werkstückes mit bezug auf die das Y/erkstück abstützende Spitze hervorgerufene

Eines der Probleme,·die beim Anordnen eines Werkstückes in Maschinen der genannten Art auftreten, besteht darin, daß bisher keine ausreichende Methode gefunden worden ist, um die Spindelstockspitze und die Reitstockspitze miteinander in Ausrichtung zu bringen, wenn 3ie zum Einsetzen eines langen Werkstückes in einen beträchtlichen Abstand gebracht werden müssen« Gemäß der üblichen Praxis werden die Spitzen ausgerichtet, während sie sich in einem geringen Abstand voneinander befinden, worauf die Reitstockspitze so weit zurückgezogen v/ird, daß das Werkstück zwischen den Spitzen aufgenommen werden kan;. Während dieser -^ückbewegung der einen Spitze geht wegen der bei fast allen Maschinen der genannten Art vorhandenen leichten Mißausrxchtung der den Reitstock fahrenden Gleitbahn die ausgerichtete Lage der Spitzen verlorene

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Ein weiteres Problem ergibt sich aus der Schmierung der Lagerfläche zwischen einer Hohlspitze und einer in ihr gelagerten Spitze«, Da es schwierig ist, an dieser lagerfläche eine ausreichende Schmierung zu erhalten, sind die bisher verwendeten Hohlspitzen mit Nuten versehen, die sich geradlinig längs der Fläche der konischen Vertiefung der Eohlspitze in axialer Richtung erstrecken« Obwohl eine solche Ausführung etwas Öl zu der Lagerfläche führt, bedingen die geradlinigen Nuten tote Stellen, die eine Tauchwirkung hervorrufen, wenn sich das Werkstück dreht, so daß auf ihm kleine Vorsprünge erzeugt werden_e

Ein Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuen Vorrichtung mit einstellbarem Zentrierteil zum Abstützen eines Werkstückes in einer Maschine der genannten Art«

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, die das Werkstück abstützenden Zentrierteile nach einem Verfahren auszurichten, welches die oben genannten Probleme der liißrichtung behebt_β

V/eitere Zwecke und die Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung anhand der Zeichnung beis£jielsweise näher erläutert ν; ir de

Figo 1A bis 1E sind schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Arbeitsstufen des Verfalirens gemäß der Erfindung«

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Fig» 2 ist eine Draufsicht auf eine eine einstellbare Hohlspitze enthaltende Zentriervorrichtung O
ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 von

Pig« 2.

o 4 ist ein Schnitt durch eine eine einstellbare Spitze enthaltende Zentriervorrichtung. Figo 5 ist eine Draufsicht auf eine Einrichtung, die " in der ersten Stufe des Verfahrens gemäß der

Erfindung verwendet wirdo

Pigο 6 ist eine Draufsicht auf eine Einrichtung, die in einer nachfolgenden Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet wirdo Fig. 7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt ₉

der Einrichtung gemäß Figo 6_O Figo 8 ist ein Schnitt nach der Libie 8-8 von

Fig» 7.

! Fig. 9 ist eine Ansicht der Einrichtung, die in

einer weiteren Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet wird. Fig,10 ist eine Endansicht einer abgeänderten Aus-

führungsform einer Hohlspitze.

Die in den Figuren 2 und 3 durgestellte Zentriervorrichtung mit einstellbarer Hohlspitze weist einen runden Träger 10 auf, der einen in das Werkstück einsetzbaren Ansatz 12 mit zylindrischenjUmfang und einen äusseren

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Plansch 14 aufweist, v/elcher zum Befestigen des Trägers 10 an dem Werkstück verwendet werden kann und eine radiale Schulter 13 besitzt«, Der Plansch 14 istmit zwei gegenüberliegend angeordneten, mit einer Aussenkung versehenen Bohrungen 16 versehen, die konische Dübel zum Verbinden des Trägers 10 mit dem Werkstück aufnehmen können« Der Plansch 14 weist ferner sechs in Umfangsrichtung verteilte, mit einer Aussenkung versehene Bohrungen 18 auf, die Bolzen aufnehmen können, welche in das Werkstück eingeschraubt werden·

Der Träger 10 hat eine Mittelbohrung 20, die einen zylindrischen Endteil 22 einer Hohlspitze 24 aufnehmen kann» Die Hohlspitze 24 hat eine ringförmige Schulter 26, die in Gleitberührung mit einer ringförmigen Schulter 28 steht, welche an dem Träger 10 um die Mittelbohrung 20 ausgebildet ist und sich rechtwinklig zu der Achse des Trägers 10 erstreckt«, Die Hohlspitze 24 weist einen konischen Umfangsrand 30, der unter einem Winkel von 6° gegen die Schulter 26 geneigt ist, und einen zylindrischen Umfangsrand 32 auf, der über den Träger 10 vorsteht O

Die Hohlspitze 24 ist mit einer konischen Bohrung 34 versehen, die in eine zylindrische Bohrung 36 übergeht, und diese Bohrungen können eine Spitze aufnehmen_e Lie konische Bohrung 34 hat einen Kegelwinkel von 60° und iot derart ausgebildet, daß ihre Achse mit der Achse des

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zylindrischen Umfangsrandes 32 innerhalb einer Toleranz von Zehnmillionatel Zoll zusammenfällt, so daß eine bei einer Rundheitsprüfung an dem Rand 32 vorgenommene Messung tatsächlich eine Messung der konischen bohrung 34 darstellt«,

Der Umfang des zylindrischen Ansatzes 12 des Trägers 10 und die Schultern 13 und 28 des Trägers sind genau bearbeitet, so daß sie parallel bzw„ rechtwinklig zu der Achse des Trägers mit einer Genauigkeit von zwei Zehntausendstel Zoll verlaufen« Die Schulter 26 und die Stirnfläche 25 der Hohlspitze 24 sind so bearbeitet ₉ daß sie rechtwinklig zu der Achse der Hohlspitze innerhalb einer Toleranz von Zehnmillionstel Zoll verlaufen₀ Auf diese Weise ist die seitliche Bewegung der Hohlspitze 24

10 und ihrer Stirnfläche 25 mit bezug auf den Träger /sehr

genau„

Der Träger 10 hat einen nach innen v/eisenden konischen ι Rand 38, der dem konischen Hand 30 der Hohlspitze 24 gegenüberliegt und eine Neigung von 6 hat, die der Neigung des Randes 30 entgegengesetzt ist„ Der Träger 10 hat ferner eine ringförmige Ausnehmung 40, welche die Schulter 28 konzentrisch umgibt, und acht in Umfangsrichtung in gleichem Abstand voneinander angeordnete Gewindebohrungen 42, die sich axial durch den Träger 10 und die Ausnehmung 40 hindurcherstrecken. Mit den Gev/indebohrungen 42 stehen Bolzen 44 in Gewindeeingriff, und auf jeden Bolzen ist an

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einer mittleren Stelle ein Bund 46 aufgeschweisst. Die Bunde 46 der Bolzen 44 sind in Aussenkungen 48 der Gewindebohrungen 42 aufgenommen»

Auf jedem Bolzen 44 ist zwischen seinem Kopf und seinem Bund 46 ein Keil 50 angeordnet, wobei der Bolzen durch eine Mittelöffnung 52 des Keiles hindurchgeht„ Der J3und 46 liegt von dem Bolzenkopf in einem Abstand, der größer als die Dicke des Keiles ist, und die Öffnung ist etwas größer als der Durchmesser des Bolzens, so daß die Keile 50 und die Bolzen 44 relativ zueinander verschiebbar sind. Jeder Keil 50 hat eine innere konische Fläche 54, die mit dem konischen Rand 30 der Hohlspitze · 24 übereinstimmt und in Berührung mit ihm steht, und eine äussere konische Fläche 56, die mit dem konischen Rand des Trägers 10 übereinstimmt und mit ihm in Berührung steht β

Die Hohlspitze 24 ist durch eine axiale Bewegung der Keile 50 seitlich einstellbar, welche auf die Hohlspitze 24 eine seitliche Klemmwirkung ausüben, wobei öle Schultern 2b und 28 dazu dienen, die Hohlspitze bei der Einstellbewegung rechtwinklig zu der Achse der Einrichtung zu führen«, Durch eine Drehung bestimmter Bolzen 44 in einer Richtung, in welcher sie axial in ihre Gewinde bohrungen 42 hineinbewegt werden, werden die zugehörigen Keile 50 auf Grund ihrer Berührung mit dem Bolzenkopf axial nach innen gedrückt, eo daii sie die Hohlspitze 2λ seitlich gegen die

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Achse der Einrichtung drängen_o Da dieser Bewegung die den Einstellkeilen gegenüberliegenden Keile entgegenwirken würden, werden die entgegenwirkenden Keile gelockert, um die gewünschte seitliche Bewegung der Hohlspitze zuzulassen» Um diese Keile zu lockern, werden ihre Beizen in einer Richtung gedreht, in welcher sie aus ihren Gev.indebohrungen herausbewegt werden, wobei die Bunde 46 mit den betreffenden Keilen in Berührung kommen, so daß eine entsprechende axiale Bewegung dieser Keile bewirkt wirdο Durch entsprechendes Bewegen der Keile 50 mittels der Bolzen 44 kann die Hohlspitze 24 in jede gewünschte Lage eingestellt werden, die mit Hilfe einer weiter unten näher erläuterten Einrichtung gemessen werden kann_e

Der Bereich der Einstellung der Hohlspitze 24 ist durch den Abstand zwischen dem Umfang des zylindrischen Endteiles 22 der Hohlspitze 24 und der Bohrung 20 des Trägers 10 begrenzt, und dieser Abstand ist in "^ ig« 3 mit 58 bezeichnet. Dieser Abstand ist gewöhnlich wegen der genauen Bearbeitung der ganzen Zentriervorrichtung nicht sehr groß, und da die Verschiebung der Hohlspitze 24 verhältnismäßig klein ist, ist auch die axiale Bewegung der Keile 50 verhältnismäßig klein. Daher besteht kein Problem hinsichtlich des Nichtaufsitzens der konischen Flächen und 56 der Keile 50. Infolgedessen kann der Krümmungsradius der Fläche 54 jedes Keiles 50 im wesentlichen gleich dem des mit ihr zusammenarbeitenden konischen Kaudes 30 'der Hohlspitze 24 sein, und der Krümmungsradius der

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Fläche 56 des Keiles kann im wesentlichen gleich dem des mit ihr zusammenwirkenden Randes 38 des Trägers 10 sein.

Um den Schmiermittelfluß an der Berührungsfläche zwischen einer Spitze und einer Hohlspitze zu erhöhen und tote Stellen auszuschalten, kann die Hohlspitze in der in Pig. 10 veranschaulichten Weise ausgebildet sein» Bei dieser Ausführungsform der Hohlspitze 24 ist ihre konische Bohrung 34 mit zwei Spiralnuten 2 und 4, die im Uhrzeigersinn verlaufen, und mit zwei Spiralnuten 6 und 8, die im G-egenuhrzeigersinn verlaufen, versehen. Jede dieser Spiralnuten erstreckt sich von dem äus^eren -bnoe der konischen Bohrung 34 auf einem Winkel von mehr als 180 über die Oberfläche der konischen Bohrung 34ο Auf Grund dieser Ausbildung ist auf der Oberfläche der konischen -Bohrung 34 kein radialer Teil vorhanden, an dem eine in die konische Bohrung 34 der Hohlspitze 24 eingreifende Spitze nicht einen wesentlichen Bereich der Oberfläche der konischen Bohrung berühren würde, so daß keine toten Stellen vorhanden sind. Die Spiralnuten dienen außerdem dazu, Schmiermittel ge^en den inneren Teil der Hohlspitze zu ziehen, wenn diese sich dreht, wodurch eine bessere Scimiierung zwischen der Hohlspitze und der in sie eingreifenden spitze erhaltenwirde

Die in i'ig« 4 wiedergegebene Zentriervorrichtung mit einer einstellbaren Sjjitze ist der in den Figuren 2 und 3 dargestellten, eine einstellbare Hohlspitze enthaltenden

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Vorrichtung ähnlich, und in Pig» 4 sind daher entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen« Bei der Zentriervorrichtung gemäß Fig» 4 kann eine ähnliche Keilanordnung zum Einstellen der Spitze 60 vorgesehen sein. Hier sind jedoch keine Dübel- oder Befesti— gungsbohrungen erforderlich, da der Träger 62 an dem Reitstock 64 der Maschine mittels eines von dem Träger vorspringenden Jarno-Kegels 66 abgestützt ist, der in eine an dem Reitstock 64 angeordnete Buchse 68 eingepasst ist»

Die Spitze 60 wird von einem konischen Teil 70 und einem sich an ihn anschließenden zylindrischen Teil 72 gebildete Die Achsen des konischen Teiles 70 und des zylindrischen Teiles 72 liegen mit einer Genauigkeit von 20 bis 30 Millionstel Zoll miteinander in Ausrichtung» Der konische Teil 70 der Spitze 60 hat einen Kegelwinkel von 60 und kann mit der konischen Bohrung einer Hohlspitze zusammenarbeiten« Die Spitze 60 kann mit Hilfe der Keile 50 in der gleichen Weise wie die Hohlspitze 24 der Zentriervorrichtung gemäß Figo 3 und .4 eingestellt werden,,

Die beschriebenen Zentriervorrichtungen lassen äusserst kleine Einstellungen der Spitze bzw« Hohlspitze auf Grund der Keilanordnung zu_o Es sei bemerkt, daß die Einstellungen letzthin von der Axialbewegung der Bolzen bestimmt werden, die von der Steigung der Bolzengewinde

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abhängig ist. Auf diese Weise kann die Spitze "bzw_e
Hohlspitze um sehr kleine Beträge verstellt werden, so
daß sehr genaue Zentrierlagen erhalten werden können»
Außerdem schaffen die acht Keile, die mit der Spitze bzw« Hohlspitze an acht Bogenstücken in Berührung stehen,
eine sehr starre Halterung für die Spitze bzw«, Hohlspitze. Bei Einrichtungen von kleinerem Durchmesser können vier Keile verwendet werden_e

Die in den Figuren 5 bis 9 veranschaulichte Einrichtung gemäß der Erfindung weist eine ortsfeste Spitze 74 auf, die im Spindelstock 76 der Maschine mittels eines
Jarno-Kegels gelagert ist. Am Reitstock 80 der Maschine ist eine eine einstellbare Spitze 60 enthaltende Zentriervorrichtung 78, die der in Fig« 4 dargestellten ähnlich ist, mit Hilfe eines Jarno-Kegels 66 derart angebracht, daß die Spitze 60 in ungefährer axialer Ausrichtung mit der ortsfesten Spitze 74 liegt. Die ortsfeste Spitze 74 weist ebenso wie die einstellbare Spitze 60 einen zylindrischen Teil 82 auf, der relativ zu ihrem konischen Teil 84 genau bearbeitet ist. Wie insbesondere aus Figo 7 ersichtlich ist, kann die Spitze 60 in eine auegerichtete Lage durch Verstellen der Keile 50 eingestellt werden.

Falls die Spitzen in einen Abstand gebracht werden sollen, der kleiner als etwa 1,2 m ist, dann besteht keine Notwendigkeit, eine einstellbare Spitze am Reitstock der Maschine vorzusehen. In einem solchen Fall sind die not-

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wendigen Ausrichteinstellungen im allgemeinen so klein, daß sie durch Abschleifen der Führungsbahn des Reitstockes auf eine in der Technik bekannte Weise vorgenommen werden können. Wenn jedoch der Abstand der Spitzen größer als 1,2 m ist, dann soll eine Zentriervorrichtung mit einstellbarer Spitze an dem Reitstock der Maschine verwendet werden, wie dies bei dem nachstehend beschriebenen Verfahren angenommen ist.

Die erste Stufe des Verfahrens zum Anordnen eines Werkstückes in einer Maschine ist in Pig. 1A schematisch veranschaulicht. Diese Stufe umfasst das Ausrichten der Spitzers 74 und 60, während sich diese in einem verhältnismäßig geringen Abstand voneinander befinden, der in der Größenordnung von 30 cm liegen kann. Eine solche Ausrich— tung soll mit einer Genauigkeit eines Tausendstel Zoll erfolgen, und sie kann z_oE» mittels einer Messvorrichtung erhalten werden, wie sie in Fig» 5 dargestellt ist. Diese Messvorrichtung weist sine verstellbare Muffe 86 auf, die auf aern zylindrischen Teil 8? der ortsfesten Spitze 74 angeordnet wird. Die Muffe 86 hat einen Ansatz 88, der eine Stange 90 trägt, die sich in Längsrichtung der Spitze 74 bis zu einer Stelle erstreckt, wo der Taster 92 eines von der Stange 90 getragenen Messgerätes 94 den zylindrischen Teil 72 der einstellbaren Spitze 60 berührt» Die Stellung des Tasters 92 liefert an dem Messgerät eine Anzeige, so . daß die Mißausrichtung der Spitzen dadurch bestimmt werden kann, daß eine Mehrzahl von Messungen um den Umf, ng des

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zylindrischen Teiles 72 der Spitze 60 vorgenommen wird· Diese Messungen erfolgen dadurch, daß die Muffe 86 auf dem zylindrischen Teil 82 der Spitze 74 in verschiedene Meßstellungen gedreht wird«, Damit diese Messungen genau sind, ist die Muffe 86 derart bearbeitet, daß sie eng auf den zylindrischen Teil 82 der Spitze 74 passt» Tastermessgeräte der erwähnten Art sind in der Technik bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden»

Die zylindrischen Teile 72 bzw„ 82 der Spitzen 60 und 74 sind mit bezug auf die konischen Teile 70 bzw« 84 der Spitzen mit einer Genauigkeit von 20 bis 30 Millionstel Zoll bearbeitete D_aher entspricht die Lage der Muffe 86 auf dem zylindrischen Teil 82 der Spitze 74 genau derjenigen ihres konischen Teiles 84, und eine an dem zylindrischen Teil 72 der Spitze 60 vorgenommene Tastmessung ist daher in Wirklichkeit eine Messung der relativen Lage der ironischen Teile 70 und 84 der Spitzen 60 bzw. 74.

Irgendeine Mißausrichtung wird durch Verstellen der Keile der Spitze 60 korrigierte Nachdem die Spitzen 60 Uno 74 mit einer Genauigkeit von einem Tausendstel Zoll in Ausrichtung gebracht sind, wird die Messvorrichtung abgenommen, Ds sei bemerkt, daß diese Messart zum Ausrichten der Spitzen nicht ausreichend ist, wenn sioh diese in einem beträchtlichen Abutand voneinander befinden,

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v/eil dann eine lange Stange erforderlich wäre, die einer Durchbiegung unterworfen sein kann,.

Die nächste Stufe des Verfahrens ist in den Figuren 1B, 6, 7 und 8 veranschaulicht, und sie umfasst das Anordnen eines langgestreckten Armes 96 auf dem zylindrischen Teil 82 der ortsfesten Spitze 74 und eines langgestreckten Armes 98 auf dem zylindrischen Teil 72 der einstellbaren Spitze 60» Die Arme 96 und 98 sind auf den zylindrischen Teilen 72 bzw» 82 der Spitzen in ver-r schiedene Stellungen drehbar und in der gewünschten Stellung durch Anziehen von Klemmschrauben 100 bzw» 102 festlegbar_o Die Arme 96 und 98 v/erden in einer Stellung festgelegt, in der sie parallel zu einer Bezugsstange 104 verlaufen, die an dem Träger d< r die einstellbare Spitze enthaltenden Vorrichtung 78 fest angeordnet ist, so daß sie einander parallel sind» Es kann eine Libelle verwendet werden, um die parallele Lage der Arme 96 und 98 anzuzeigen«,

Um die Arme 96 und 98 in eine genauere Parallellage zu bringen, wird der Fühlkopf eines Anzoigemechanismus, der so angeordnet ist, daß er eine waagerechte Bewegung ausführen kann, über die oberen Flächen der Arme 96 und 98 und der Bezugsstange 104 bewegt„ Der Mechanismus zeigt dann den in senkrechter Richtung vorhandenen Unterschied zwischen den äusseren und inneren Enden der Arme 96 und · 98 und der Bezugsstange 104 an„ Die Bezugsotange 104 dient außerdem dazu, eine Prüfung darüber zu ermöglichen,

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ob der Arm während des Zurückziehens des Reitstockes aus seiner Lage herausgebracht worden ist„ Auf diese Weise kann die Parallellage des Armes 96 geprüft werden, wenn sich die Bezugsstange 104 in einem Abstand befindet, und es besteht keine Notwendigkeit, den Reitstock nahe an den Arm 98 zurückzuführen, um den Parallelismus dieser Arme zu prüfen« Wie in Pig· 8 gezeigt ist, kann eine einstellbare Abstützung 10b für den Arm 98 zur Peineinstellung verwendet werden.

Der Arm 98 trägt an seinem freien Ende ein Ausrichtfernrohr 108, und der Arm 96 trägt an seinem freien Ende eine in der Blicklinie des Fernrohres 108 liegende Zielmarke 110. Das Fernrohr 108 ist auf einem Kugelgelenk angeordnet, um seine Schwenkung zu ermöglichen» Die Arme 96 und 98 sind identisch ausgebildet, so daß der Abstand der Mitte der Zielmarke 110 von der Achse der Spitze 74 gleich dem Abstand der Mitte des-Fadenkreuzes des Fernrohres 108 von der Achse der Spitze 60 ist» Nachdem die Anne 96 und 98 auf den Spitzen 74 bzw» 60 in der oben beschriebenen Weise angeordnet sind, werden die IJoniusvorrichtungen des Fernrohres 108 auf Null eingestellt, indem durch das Okular 112 des Fernrohres 108 hindurchgeblickt und das Fernrohr auf seinem Kugelgelenk bewegt wird« Die Spitzen 60 und 74 befinden sich jetzt in axialer Ausrichtung, und die Mitte des Fadenkreuzes des Fernrohres und die Mitte der Zielmarke liegen in Ausrichtung

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längs einer Achse, die in einem Abstand von der Ausrichtungsachse der Spitzen 60 und 74 parallel zu dieser verläuft ο

Durch Rückziehen des Reitstockes 80 ν erden die Spitzen 60 und 74 um eine der Länge des Werkstückes entsprechende Strecke voneinander getrennt, die in der Größenordnung von 2_?5 m liegen kann ο Biese getrennte Lage der Spitzen ist in Figo 1C veranschaulicht, in welcher durch die Linie 114 der ϊ/eg der Spitze 60, durch die Linie 115 die Achse der Spitze 60, durch die Linie 116 die Spitzenausrichtungsachse, durch die Linie 118 die wahre Blicklinie des Fernrohres 108 und durch die Linie 120 eine Achse angedeutet ist, die parallel zu der Spitzenausrichtungsachse verläuft und durch die Lütte der *Zielmarke 110 hindurchgeht. Lie Linie 114 veranschaulicht auf diese Weise den Weg der den Reitstock führenden Gleitbahn der faschine und zeigt, daß diese Gleitbahn eine Mißausrichtunt der Spitzen in ihrer in einein Abstand von z„B. 2,5 m befindlichen Lage verursacht hat« Diese u±ßausrichtung kannleicht festgestellt werden, indem durch das Okular 112 de;.-- Fernrohres 108 hindurchgeblickt wird, das sowohl die waagerechte als auch die senkrechte Mißausrichtung anzeigt ₀ Das Fernrohr kanu mit Teilungen zum Messen der waagerechten und senkrechten Verlagerung von der Mitte der Zielmarke versahen sein. Es sei bemerkt, daß die die einsteUbare Spitze 60 enthal-

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tende Zentriervorrichtung 78 an dem Reitstock fest angeordnet ist, so daß während des Rlickziehens des Reitstockes in die z. B. einem Abstand von 2,5 entsprechende Lage keine Drehung stattfindet„

Bei Maschinen der angegebenen Art, wie z.B. Drehbänken, Schleifmaschinen ο „dgl., ist die Krümmung der Gleitbahn im allgemeinen vernachlassigbar und verursacht kein wahrnehmbares Lippen der Reitstockspitze mit bezug auf eine mit ihr zusammenwirkende Hohlspitze« überdies sucht die kleine Beriihrungszone zwischen der Spitze und der Hohlspitze, den Einfluß eines Kippens auf ein Minimum herabzusetzen.

Um die .Ausrichtung der Spitzen herbeizuführen, während cie sich in dem großen Abstand von z.ü, 2_t5 m befinden, v/ird die bpitze 60 mit Hilfe der Zeile 50 so lange verateilt, bis die wahre Blicklinie des Fernrohres 108, d_oh» die Linie 118 durch die üitte der Zielmarke 110 hindurchgeht, wie es der Pail war, als sich die Spitzen bei dem kleinen Aostand von z.B„ 30 cm in ausgerichteter Lage befunden, wie diss in ^ ig» 1B gezeigt ist_o Da die Blicklinie det; Fernrohres, 108 auf Grund des Armes 98 in einer festen Beziehung zu der Spitze 60 steht und die Mitte der Zielmarke auf Grund des Armes 96 in der gleichen ."o:;ton Bciehuiig zu der Spitze 74 steht, werden die Spitzen 74 uriü 60 durch Zusamwenfallenlassen der Blicklinie do:; Fernrohre;: 108 mit dtrr Mitte der Zielmarke 110 mitin i.urjrichtung gebracht. Dieses Aufrichten er-

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folgt dadurch, dai3 nach jeder Spitzeneinatellung duroh das Fernrohr hin'durchgeblickt und das Fernrohr eingestellt wird, bis sein Fadenkreuz mit der Mitte der Zielinarke zusammenfällt„ Diese ausgerichtete Lage ist in Fig, 1D veranschaulicht, in welcher die Linien 118 und 120 zusammenfallen und die Spitze 60 mit der Spitze 74 in Ausrichtung Ue^t₀ Lie Ausrichtgenauigkeit in dieser stellung beträgt ein Tausendstel ZoIj, und dies ist die gleiche Genauigkeit, die ursprünglich in der stellung bei dem kleinen Abstand von Z₀Bo 30 cm eingestellt worden ist_o

Bei dem vorstehend beschriebenen Auürichtverfahren werden die zylindrischen Teile der Spitzen als Bezaigsflächen verwendet» Jedoch werden die zum Abstützen des Werkstückes dienenden konischen Teile der Spitzen ebenfalls ausgerichtet j. da die Spitzen derart bearbeitet sind, dai3 die Achse ihres konischen Teiles mit der Achse des zylindrischen Teiles mit einer Genauigkeit von 20 bis 30 Millionstel Zoll zusammenfällt„ Die Arme 96 und 98 werden nunmehr entfernt, und die Maschine befindet sich in dem Zustand, in dem die Spitzen bereit sind, ein Werkstück aufzunehmen,,

Die nächste Stufe besteht darin, daß an dem Werkstück Hohlspitzen angebracht werden und' dann das Werkstück mittels dieser Hohlspitzen an den Spitzen gelagert wird«, Die Figuren 1E und 9 veranschaulichen diese Stufe, und sie zeigen zwei mit einer einstellbaren Hohlspitze 132 bzw» 134 versehene Zentriervorrichtungen 122 und 124, die

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an dem spindelstockseitigen bzw» an dem reitstockseitigen Ende des Werkstückes 126 befestigt sind. Diese Vorrichtungen sind an dem Werkstück 126 mit Hilfe von Dübelzapfen (nicht dargestellt) und Bolzen 128 befestigt, die durch in dem Träger der Hohlspitzen vorgesehenen Bohrungen hindurchgeführt sind, wie sie in den figuren 2 und 3 mit 16 und 18 bezeichuet sind. Mittels der die Holilspitze 152 enthaltenden Vorrichtung 12^^J kann ein ringförmiger Teil 130 an dem Werkstück 126 befestigt werden, und dieser Teil 130 kann mit dem Spindelstockantrieb 131 in Eingriff gebracht werden, um das Werkstück während des Bearbeitun^svorgangeE zu drehen»

Bevor die die Hohlspitzen enthaltenden Zentriervorrichtungen 12<_' und 124 an dem Werkstück angebracht werden, v/erden die Endflächen so bearbeitet, daß sie mit einer Genauigkeit von zwei Zehntausendstel Zoll rechtwinklig verlaufen» Dann weiden die Vorrichtungen 122 und 124 an dem V/erkstück befestigt und die Hohlspitzen 132 bzw« 134 der Vorrichtungen 122 und 124 mit einer Genauigkeit von einem Zehutausendstel Zoll rechtwinklig gemacht,, Dieses Hechtwinkligmachen umfasst das Abschleifen der aneinanderliegenden Schultern 26 und 28 (Figo 3), um die Lage der Hohlspitze gernäß den Angaben eines elektronischen Anzeigemechanismus einzustellen, der ei;jen die Hohlspitzen an ihrer Stirnfläche 25 (Figo 3) berührenden Meßkopf und Mittel zum Anzeigen der Änderungen einer Meßkopfablesung

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enthält. Solche elektronischen Anzeigemechanismen sind in der Technik bekannt und brauchen daher nicht näher beschreiben zu werden.

Wenn das Werkstück auf den Spitzen 60 und 74 angeordnet wird, wird die reitstockseitige Spitze 60 axial in die ihr zugeordnete Hohlspitze gedrückt, so daß ein fester Paßsitz sowohl an der spindelstockseitigen als auch an der reitstockseitigen Spitze erhalten wird- Es ist daher ersichtlich, daß, wenn die Hohlspitzen in den Enden des Werkstückes gebildet wären und in Mißausrichtung liegen würden , die Hohlspitzen relativ zu den Spitzen verspannt wurden, so daß das Werkstück gekippt würde, wenn es auf den Spitzen angeordnet wird» Um dieses Kippen zu vermeiden, soll wenigstens eine der Hohlspitzen von der einstellbaren Art sein, so daß sie eingestellt werden kann, um die Erzeugung eines "Drehpasses" in den fertigen Erzeugnissen auszuschalten. Wenn die Spitzen konzentrisch zu dem Werkstück sein sollen, wie dies z.B. der Fall ist, wenn ein Minimum an Material von dem Werkstück entfernt werden soll, dann wird eine Vor±ichtung mit einstellbarer Hohlspitze an beiden Enues des Werkstückes verwendet.

Nachdem die Zentriervorrichtungen 122 und 124 an dem Werkstück befestigt und ihre Hohlspitzen 132 bzwo rechtwinklig gemacht sind, wird das zusammengesetzte Gebilde auf den Spitzen 60 und 74 angeordnet, wie dies in 9 gezeigt ist.

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Die nächste Stufe des Verfahrens umfasst das Ausrichten der Hohlspitzen 152 und 134 durch ihr Verstelllm mittels der Keile_o Der Mechanismus zum Prüfen der Ausrichtung der Hohlspitzen 132 und 134 kann von irgendeiner der Arten sein, wie sie in der Technik bekannt und im Hantel erhältlich sinci» Die vorzugsweise verwendete Art ist ein elektronischer Anzeigemechanismus, der auch für die Messung der Rundheit geeignet ist, wie dies nachstehend beschrieben wird«

Der Änzeigemechanismus weist zwei mit Taster versehene Hauptmessgeräte 136 und 138 auf, die von Halteteilen 136a bzw ο 138a getragen werden, welche auf den Spitzen 74 bzw« 60 abnehmbar so angeordnet sind, daf3 die Taster der Hauptmessgeräte 136 und 138 auf der zylindrischen Umiungsfläche der Hohlspitzen 132 bzw» 134 lau±'en₀ Das eine Hauptmessgerät 136 ist mittels eines durch den Spindelstock 76 hindurchgeführten Leiters 140 mit einem Steuer- und Anzeigemechanismus 142 elektrisch verbunden, mit dem auch day zweite Hauptmessgerät 138 mittels einer Leitung 1'i4 elektrisch verbunden ist₀ Dieser Mechanismus 142 weist eine Skalen- und Zeiger-Anordnung zum Anzeigen der Änderungen der Messablesungen und eine Schaltvorrichtung auf, die daa eine oder das andere-Hauptmessgerät bzw* 138 mit den Mittuln zum !betätigen des Zeigers gemäß der luesuableaung verbindet. Der Mechanismus 142 kann außerdem mii. einer Aufzeichnungsvorrichtung verbunden

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werden, um die Messablesungen auf einer Polarkarte aufzuzeichnen, wie dies in der Technik bekannt ist„

Der Vorgang des Ausrichtens der Kohlspitzen 132 und 1J4 umfasst das langsame Drehen dea Werkstuckes und dau aufeinanderfolgende Ablesen «jedes der Hauptmessgeräte 136 und 138 über eine volle Umdrehung,, Jede Ablesung wird während einer Umdrehung vorgenommen, die den gleichen Ausgangspunkt hat_o Wenn die Hohlspitzen 132 und 134 nicht in Ausrichtung miteinander sind, dann werden sie relativ zu den Spitzen 6ü bzw_o 74 verspannt, so daß, wenn die Hohlspitzen gedreht werden, eine Höhenablesung an verschiedenen Winkelstellungen für jede der Hohlspitzen erfolgt» Es werden abwechselnde Hohlspitzeneinstellungen und Messgeräteablesungen durchgeführt, bis die gemessenen Höhen der Hohlspitzen 132 und 134 in Ausrichtung miteinander liegen und so die Achsen der Iiohlsoitzen mit der gewünschten Genauigkeit auegerichtet sind,, Dadurch wird das Taumeln des Werkstückes, wenn, es sich dreht, auf den endgültigen Grad herabgesetzte

Wenn die ausgerichteten Hohlspitzen 132 und 134 mit bezug auf das Werkstück nicht zentrisch angeordnet sind, dann tritt eine als "Drehpass" bezeichnete Wirkung auf_? wenn sich das Werkstück drehte Das Ausmasc des Drehpasses wird mittels einer am Spindelstock angeordneten Messvorrichtung 146 und einer dieser identischen, am Reitstockangeordneten Messvorrichtung 148 bestimmt» Die Messvorrichtungen 146 und 148 weisen je einen Messkopf 150 auf,

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der an einem seitlich "bewegbaren Arm 152 angebracht ist, der von einem in Längsrichtung bewegbaren Zahnstangenglied 154 getragen wird, das mittels einer Zahnradanordnung 156 betätigt werden kann. Die Fühler der Messköpfe 150 sind mit dem Steuer- und Anzeigemechanismue 142 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann der Mechanismus 142, wenn das Werkstück gedreht wird, das Auemess des Drehpasses anzeigen. Wenn das Ausmass des Drehpasses innerhalb der Toleranz liegt, die für das endgültige Werkstück gefordert wird, dann ist keine Einstellung der Hohlspitzen in eine zentrale Lage mit bezug auf das Werkstück notwendig. Falls jedoch der Drehpass zu groß ist, können die Hohlspitzen gegen die Mitte dee Werkstückes eingestellt werden.

Das Werkstück befindet sich nunmehr in einer Lage, um von der Maschine bearbeitet zu werden, die eine Drehbank, eine Schleifmaschine ο»dgl/ sein kann und die eine runde Oberfläche an dem Werkstück mit dem gewünschten Durchmesser zu erzeugen vermag· Während dieses Bearbeitungsvorganges wird der elektrische Anzeigemechanismus dazu verwendet, die Rundheit des Werkstückes zu prüfen. Durch Bewegen der Meseköpfe 150 der Vorrichtungen 146 und 148 in verschiedene axiale Stellungen auf dem Werkstück und durch Herstellung einer Polarkarte für eine Umdrehung der Antriebseinrichtung kann die Rundheit des Werkstückes geprüft werden, wobei eine Drehung des Wtltkstückes mit einer

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Drehung der Polarkarte equivalent ist β Die Polarkarte kann mit· einer Mutterkarte verglichen werden, um eine Anzeige zu liefern, welche die Differenz in zwei in gleicher Fläche liegenden konzentrischen Kreisen betrifft, die gerade das Profil der geprüften Fläche enthalten, Dies gibt natürlich eine wahre Anzeige der Rundheit der Oberfläche des Werkstückes,,

Es sei bemerkt, daß die Ablesung des Messkopfes an dem Werkstück durch die Änderungen der Dicke des Öl— filmes zwischen den das Werkstück abstützenden Spitzen und Hohlspitzen beeinflusst wird₀ Um zu zeigen, daß dieser Einfluss vernachlässigbar ist, kann eine Polarkartonaufzeichnung von der Differenz zwischen der Ablesung eines Messkopfes 150 und einem benachbarten Hauptmessgerät vorgenommen werden. Derartige Differenzmessungen sind mit dem elektronischen Anzeigemechanismus möglich, der bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird» Diese Messungen werden nicht mehr von den Dickeänderungen des Ölfilmes beeinflusst, da die Hohlspitze in fester Beziehung zu dem Werkstück steht« Wenn die Rundheitsprüfung mittels des Messkopfes 150 und die Rundheitsprüfung mittels der Differenzmessung ungefähr die gleiche Abweichung von der Rundheit ergeben, dann ist ersichtlich, daß die Ablesung an dem Messkopf 150 genau ist«

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche:

Ι«) Verfahren zum Anordnen eines Werkstückes in einer Bearbeitungsmaschine, wie einer Drehbank, einer Schleifmaschine o.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelstockspitze und die Reitstockspitze der Maschine in Ausrichtung miteinander gebracht werden, während sie sich in einem geringen Abstand voneinander befinden, die Reitstockspitze in eine Stel ung zurückgezogen wird, in der das Y/erkstück aufgenommen werden kann, die Spitzen bei zurückgezogener Heitstockspitze durch Einstellen der Lage der Reitstockspitze erneut miteinander in Ausrichtung gebracht werden, an den Enden des Werkstückes Hohlspitzen angebracht werden, von denen wenigstens eine einstellbar ist, das Werkstück zwischen den Spitzen angeordnet wird, so dai3 die Hohlspitzen auf den Spitzen gelagert sind, und die Hohlspitzen miteinander in Ausrichtung gebracht werden, indem die einstellbare Hohlspitze eingestellt wird₀

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die H_ohlspitzen zunächst eingestellt werden, bis ihre Höhen in Ausrichtung liegen, worauf sie in eine zentrische Lage mit bezug auf das Werkstück eingestellt werden.

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3o Verfahren nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Spitze eine Visiervorrichtung in einem Abstand von der Achse dieser Spitze angeordnet wird und an der anderen Spitze eine Zielmarke in einem Abstand von der Achse dieser Spitze angebracht wird, der gleich dem Abstand der Visiervorrichtung von der Achse der erstgenannten Spitze ist, und daß die Einstellung durch Anvisieren der Zielmarke erfolgte

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