DE1931669A1 - Messsteuerrachen - Google Patents

Description

• Meßs teuerrachen Die Erfindung betrifft einen Meßsteuerrachen, der im Bereich der Auslauffuhrung einer spitzenlosen Durchlauf-Schleifmaschine das Durchmessermaß eines WerkstUckes abfühlt.
• Beim Schleifen zwischen Spitzen wird das Durchmessermaß des Werkstückes während des Schleifvorganges von zwei Meßsteuerbacken abgefuhlt, die mit einem Meßtaster zusammenarbeiten, der die Maßänderungen in elektrische Werte Uberträgt, so daß sie auf einem Steuer- bzw. Anzeigegerät ablesbar sind und zur Steuerung des Schleifvorganges eingesetzt werden können, Bei derartigen Geräten, die seitlich auf dem Ma schinenbett angeordnet sind und den Durchmesser in vertikaler Richtung abftihlen, sind auch schon Federparallelogramme verwendet worden.
• Beim spitzenlosen Schleifen, bei dem ein Werkstück ohne Einspannung zwischen einer Schleifscheibe und einer angetriebenen, schräg gestellten Regelscheibe auf einer Aurlageschiene hindurchläuft, lassen sich diese Geräte nicht ver wenden0 Einerseits ist wegen der Regelscheibe kein Platz zur Anbringung des Meßsteuerrachens vorhanden, andererseits ist die Lage des Werksttlckes zwischen den Scheiben nicht so genau definiert, daß reproduzierbare Meßergebnisse erzielt werden können. Wollte man das Werkstück während des Schleifvorganges etwas weiter entfernt von den Scheiben abfühlen, so könnte ein Unrundlaufen des Werkstückes das Meßergebnis verfälschen. Ferner könnten die Meßkräfte, die auf das Werkstück ausgeübt werden, eine Störung des Schleifvorganges erzeugen.
• Bei bekannten Einrichtungen zum Messen bei spitzenlosem Schleifen wird daher das WerkstUck, wenn es nach dem Durch lauf durch die Schleifmaschine auf einer prismatischen Auslaufftihrung liegt, von einem Meßtaster von oben abgefUhlt.
• Diese bekannten Einrichtungen haben verschiedene Nachteile0 Das vom Taster abgefühlte Meßergebnis ist nicht proportional zur Durchmesseränderung des WerkstUckes, da dieses in einer prismatischen Schiene liegt. Es ist daher einer seits eine Eichung des Steuergerätes auf den sich aus der Schräge des Prismas ergebenen Wert erforderlich, und andererseits wird wegen des geringeren abgefühlten Wertes (meist nur ca. 2/3 der DurchmesserKnderung) die Messung ungenauer. Dazu kommt, daß das Auslaufprisma ständig vom Schleifwasser und mitgefuhrten Abrieb durchflutet wird, so daß keine genaue Auflage des Werkstückes gewährleistet ist und das Auslaufprisma einer starken Abnutzung unterworfen ist. Beide Faktoren wirken sich nachteilig auf die Genaulgkelt des Meßergebnisses aus. Bei den zu erzielenden Toleranzen am Werkstück, die in der Größenordnung von 5 µ m liegen, ist daher eine wirklich genaue Mssaung nicht mehr zu erzielen. Ein weiterer Nachteil beim Messen durch einen Taster bei auf dem Prisma autliegendem WerkstUck ist, daß beim Umstellen auf einen anderen Schleifdurchmesser zunächst das Prisma genau auf die neue Schleifmitte eingestellt werden muß und daß dann der Meßtaster zum Prisma neu eingerichtet werden muß.
• Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, das WerkstUck auf dem Auslautprisma pneumatisch zu messen, indem zwei MeßdUsen auf schrägen Ftlhrungen seitlich an das WerkstUck herangefUhrt werden. Neben den bekannten Nachteilen des pneumatischen Messens im Vergleich zur elektrischen Messung hat diese Einrichtung den Nachteil, daß die MeßdUsen mit größter Genauigkeit zur Mitte des WerkstUckes ausgerichtet werden müssen. Die Einstellung des Auslaufprisma muß daher mit äußerster Genauigkeit erfolgen. Ferner stören Oberflächeneinflüsse und beispielsweise anhaftender Abrieb das Meßergebnis. Die MeBdUsen stehen bei der Messung fest.
• Eine Anwendung der eingangs beschriebenen Vorrichtung mit zwei Meßbacken am Auslautprlsma war vor allem auch wegen des Platzbedarfes einer derartigen Vorrichtung nicht möglich, da das Auslaufprisma im Bereich der Maschinenlager der Schleifsoheibe liegt und kein ausreichender Platz zur Unterbringung'des bekannten Gerätes vorhanden ist.
• Aufgabe der Erfindung ist, einen Meßsteuerrachen der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der im Bereich des Auslaufprismas mit größter Genauigkeit die Maße des WerkstUckes abfühlt, leicht einstellbar ist und von äußeren Einflüssen weitgehend unabhängig arbeitet.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei in nach oben auseinanderlaufend schrägen FUhrungen einstellbar angeordnete, eine horizontale Meßbewegung aus fUhrende Meßbacken mit senkreohten Meßflächen unabhängig voneinander in zwei an sich bekannten Federparallelogrammen gefUhrt sind, die flach oberhalb der Meßbacken in längsrichtung der Auslaufführung angeordnet sind. Es kommt nunmehr nicht mehr darauf an, daß die Auslaufführung genau-eingestellt ist. Das WerkstUck kann H6henabweichungen in seiner Lage im Bereich der Meßflächen höhe haben, ohne daß das auf den Meßvorgang einen Einfluß hat. Die schrägen Führungen ermöglichen es, bei geringer Baugröße einen großen Durchmesserbereich mit dem Meßsteuerrachen zu errassen. Die flache Anordnung der Federparallelogramme oberhalb der Meßbacken ermöglicht eine flache und raumsparende Bauweise, 50 daß das gesamte Meßgerät unmittelbar an dem Auslaufprisma angebracht sein kann, ohne daß es mit dem Maschinenlager in BerUhrung kommt.
• Naeh einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die festen Endpunkte der Federparallelogramme an einem gemeinsamen St@nder befestigt und erstrecken sich ntch der gleichen Seite, Diese Anordnung ermöglicht es, die Favgröße in Längsrichtung der Auslaufführung weiter zu ver kleinen und die Meßbacken frei von oben sichtbar und daher leicht einstellbar eine Seite des Meßgerätes Uberragen zu lassen.
• Die Baugröße des Meßsteuerrachens kann ferner dadurch verkleinert werden, daa die Federparallelogramme in der gleichen Ebene seitlich gegeneinander versetzt liegen, wobei Jeweils ein Federschenkel des einen Parallelogrammes zwischen den Federschenkeln des anderen Parallelogrammes liegt. Diese vorteilhafte "ineinander verschachtelte" Bauweise läßt eine erstaunlich einfache und genaue Bauweise des GerEtes zu.
• Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist Jedem Federparallelogramm ein gesonderter Meßtaster zugeordnet, der die Wegdifferenz zwischen einem Festpunkt und einem Punkt des Federparallelogramms abfühlt und in elektrische Werte umsetzt. Diese können vorzugsweise an einem in die Mitte der Federparallelogramme hineinragenden Arm des Ständers angeordnet sein und mit je einem seitlichen Anschlag der Brücken der Federparallelogramme zusammenwirken. Die Meßtaster arbeiten vorteilhaft mit einem elektrischen Steuer- und/oder Anzeigegerät zusammen, das wahlweise die Ablesung der einzelnen abgefUhlten Werte und die Ablesung der Summe der abgefuhlten Werte der Meßtaster ermöglicht, Die Meßtaster können in ihren Ftihrungen Uber Stellschrauben einzeln verstellbar sein. Diese Merkmale erlauben eine besonders vorteilhafte Einstellung des Gerätes, in dem mit einem "Meisterstück" gearbeitet wird.
• Es wird dadurch sichergestellt, daß die Federparallelogramme und ihre Meßtaster stets im Bereich ihrer Mittellage,d.h.
• im Bereich ihrer größten Genauigkeit und mit geringsten Meßkräften,arbeiten.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Ansprüchen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen Pig. 1 eine Frontansicht eines Meßsteuerrachens nach der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Meßsteuerrachen bei abgenommener Abdeckung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III -III in Fig. 2 und Fig. 4 eine Seitenansicht, in Fig. 1 von links gesehen.
• In Fig. 1 ist eine prismatische, höhenverstellbare AuslauffUhrung 11 einer spitzenlosen Durchlauf-Schleifmasehine zu erkennen. Die AuslauffUhrung 11 ist in Arbeitsrichtung hinter dem eigentlichen Schleifkanal angeordnet, der von einer mit strichpunktierten Linien angedeuteten Schleifscheibe 12 und einer Regelscheibe 13 zusammen mit einer nicht dargestellten Auflageschiene gebildet wird.
• Die Schleifacheibe 12 besitzt eine ebenfalls strichpunktiert angedeutete Maschinenlagerung 14.
• Das auf der Auslaufführung liegende, bereits aus dem Schleifkanal herausgelaufene, d.h. sich nicht mehr drehende Werkstück 15 wird seitlich von zwei Meßbacken 16, 17 abgefühlt. In die Meßbacken 16, 17 sind zwei aus Hartmetall bestehende Meßflächen 18, 19 eingesetzt, die senkrecht verlaufen. Die Meßbacken 16, 17 laufen 2n zwei schrägen FUhrungen 20, 21 zweier Halter 22, 23. Sie sind in den FUhrungen 20, 21 mittels zweier Stellschrauben 24, 25 einstellbar und Uber zwei Feststellschrauben 26, 27 festzulegen. Die Schräge der Führungen und damit die Einstellbewegung der Meßbacken verläuft nach oben auseinander.
• Um die Übersichtlichkeit der Zeichnung zu erhöhen, wurden alle Teile, die zu der in Fig. 1 linken Meßbacke gehören, mit strichpunktierten Linien dargestellt. Die Halter 22,23 sind an zwei Brücken 28, 29 befestigt, von denen aus sie, wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, abgewinkelt nach unten ragen. Die Brilcke 29 ist Uber zwei aus Je einer Blattfeder bestehende Federschenkel 30 mit dem Ständer 32 des Meßgebrätes verbunden. Der Ständer ragt portalförmig Uber die AuslautfUhrung 11 hinweg und ist am Maschinenbett befestigt.
• Die beiden Federschenkel 30 bilden zusammen mit der BrUcke 29 und dem Ständer 92 ein Federparallelogramm, das eine spielfreie Parallelführung der Drucke 29 ermöglicht.
• In gleicher Weise ist die Brücke e 28 mittels zweier Federschenkel 31 mit d @ Ständer verbunden. Die vier Federschenkel 30, 31 liegen in der gleichen Ebene und sind ineinander geschachtelt, indem jeweils ein Federschenkel der einen BrUcke zwischen den beiden Federschenkeln der anderen BrUcke liegt. Die Brücken sind, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, in ihrer Höhe gegeneinander versetzt angeordnet.
• Zwischen den beiden Federschenkelpaaren 30, 31 kragt ein Arm 33 vom Ständer 32 parallel zu den Federparallelogrammen in Richtung auf die BrUcken vor. Durch eine Bohrung des Armes 33 hindurch läuft eine Feder 34, die die beiden Meßbacken gegen das WerkstUck drückt. An dem Arm 33 sind in zwei Haltorungen zwei Meßtaster 35, 36 eingespannt, Bei den dargestellten Meßtastern handelt es sich um induktiv arbeitende Meßtaster, die an ein Anzeige- bzw.
• Steuergorät angeschlossen sind, das eine Ablesung der Meßwerte der Meßtaster ermöglicht und der Schleifmaschine Steuersignale, beispielsweise zur Nachstellung der Schleifscheibe, zuführt. Das nicht dargestellte Steuergerät ist so eingerichtet, daß es den abgefühlten Wert jedes einzelnen Meßtasters anzeigen kann, aber auch wahlweise die Summe der abgefühlten Meßwerte beider Meßtaster 35, 36.
• Die Meßtaster gen mit ihren BUhlern an Justierbaren An schlgen 37, 38 der Drucken 28, 29 an (Fig. )).
• An dem Arm 33 befindet sich ein in Form eines Vorsprunges ausgebildeter Begrenzungsanschlag 39, der in je eine Ausnehmung der BrUcken 28, 29 eingreift und so die Meßbacken daran hindert, unter Wirkung der Feder 34 weiter zusammenzufahren,alses ihrem Meßbereich in der jeweiligen Grundein stellung der Meßbacken entspricht. Das gesamte Gerät ist durch eine Abdeckung 40 geschützt.
• Der Meßsteuerrachen nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Zur Einstellung eines bestimmten Sollmaßes wird ein Meisterstück mit Nullmaß in die Auslaufführung 11 eingelegt und diese in ihrer HUhe ungefähr auf den richtigen Wert einige stellt Danach wird belsplelswelse der zu der Meßbacke 17 gehörende Meßtaster 35 auf das Anzeigegerät geschaltet, das dann den von dem Meßtaster 35 abgefUhlten Wert anzeigt.
• Die Meßtaster 35, 36 sind in Bezug auf die Federparallelogramme so Justiert, daß sie in der Mittellage der Federparallelogramme Null auf dem Steuergerät anzeigen. Es wird nun mit der Stellschraube 25 die Meßbacke 17 so lange auf das MeisterstUck zu bewegt, bis die Drucke 29 entgegen der Kraft der Peder 34 so weit verschoben ist, daß das Anzeige gerät Null anzeigt. Das Federparallelogramm befindet sich dann in seiner Mittellage0 Der gleiche Vorgang wird naeh Umschaltung dos Steuergerätes auf den Meßtaster 36 Uber die Stellschraube 24 an der Meßbacke 16 vorgenommen. Schaltet man dann das Steuergerät so, daß es die Summe der Werte beider Meßtaster anzeigt, so ist die Anzeige, die dem Maß des MeisterstUckes entspricht, wiederum Null. Mit diesem vorteilhaften Eineteilverfahren, das der Meßsteuerrachen nach der Erfindung ermöglicht, ist gewährleistet, daß stets ein gleicher Meßdruck auf beiden Seiten des PrUflings vorhanden ist und daß beide Federparallelogramme und auch die Meßtaster stets um ihre Mittellage herum arbeiten. Bei Vorrichtungen mit nur einem Meßtaster, bei dem dieser verstellt werden mußte,wäre das Finden der Mittellage dem Bedienenden Uberlassen und wegen der Notwendigkeit dauernden Hin- und Herstellens praktisch nicht zu erreichen. Es müßte auch eine stärkere Feder vorgesehen werden, die die Meßbacken zusammendrUckt, damit sie auch in einer außerzentrischen Lage noch einwandfrei arbeitet. Ferner mußten die Begrenzungsanschläge gegen Ubermäßiges Zusammenfahren der Meßbacken jeweils neu eingestellt werden. Alle diese Arbeitsschritte sind bei der Vorrichtung nach der Erfindung nicht nötig. Ein zwischen die Meßbacken einlaufender Prüfling wird von den Meßflächen 18, 19, die leicht ballig ausgebildet sind, abgefühlt und verschiebt dabei die Brücken 28, 29 entsprechend seinem Maß. Diese übertragen ihre Verschiebung aur die MeBtaster 35, 36i Die von den Meßtntern abgegebenen Werte werden in dem Steuergerät summiert und. ergeben eine Anzeige, die erkennen läßt, inwieweit der Prüfling in positiver oder negativer Richtung von dem Meisterstück abweicht.
• Da infolge dieser Anzeige Steuerfunktionen der Maschine ausgelöst werden, ist es vorteilhaft, den Meßsteuerrachen mit einem nicht dargestellten Annäherungsschalter zu versehen. Dieser Annäherungsschalter kontrolliert, ob sich ein Werkstück in der Meßstelle befindet. Der Annäherungsschalter verhindert, daß eine Steuerfunktion ausgelöst wird, wegen kein Werkstück in der Meßstelle vorhanden ist.
• In diesem Falle gehen die Meßbacken bis auf ihre Anschläge (Anlage der Brücken an dem Begrenzungsanschlag 39) zusammen, und die Meßtaster melden dann ein Untermaß. Damit aufgrund dieser Meldung kein Rückstellen der Schleifscheibe erfolgt, wird durch den Annäherungsschalter der Signalausgang des elektronischen Meßsteuergerätes unterbrochen.
• Es ist zu erkennen, daß die Vorrichtung alle Erfordernisse genauen Messens erfüllt. 8ie hat einen außerordentlich großeninstellbereich, wobei infolge der Schräge der Führungen auch bei relativ kurzen Meßflächen diese stets im Bereich größten Durchmessers des WerkstUckes angreifen.
• Im Vergleich zu den bekannten Geräten baut der Meßsteuerrachen nach der Erfindung außerordentlich klein. Infolge der einseitigen Anordnung der Federparallelogramme ist die Meßstelle gut zugänglich und von oben her sichtbar, so daß die Einstellung leicht und genau erfolgen kann. Ferner ermöglicht es die Erfindung, mit kleinsten MeßdrUcken (unter 100 p) zu arbeiten. Das wird einerseits dadurch erreicht, daß die Vorrichtung horizontal arbeitet, so daß kein Teil eine Tendenz zur Bewegung in eine bestimmte Richtung hat.
• Ferner tragt zu diesem Erfolg bei, daß die Federparallelo gramme stets in ihrer Mittellage arbeiten, so daß ihre Rückstellwirkung praktisch nicht in Betracht zu ziehen ist Die geringe Meßkraft wirkt sich auch auf die Schleife arbeitung vorteilhaft aus, da es bei einer großen Meßkraft vorkommen kann, daß das eingeschobene WerkstUck am Meß rachen einen Widerstand findet, der das sie drückende, noch in der Schleifmaschine befindliche WerkstUck verzögert, so daß an dieser Stelle zumindest eine Xnderung der Oberflächenbeschaffenheit, wenn nicht gar des Maßes eintritt.
• Gegenüber den herkömmlichen Verfahren wurde die Genauigkeit erheblich gesteigert. Es wurde festgestellt, daß eine Abweichung in der Anzeige bei wiederholten Messungen nur etwa 1/5 des Wertes beträgt, der mit herkömmlichen Vorrichtungen erreicht wurde.

Claims (11)

Ansprtiche

1. Meßsteuerrachen, der im Bereich der Auslaufführung einer spitzenlosen Durchlauf-Schld fmaschine das Durch,nessermaX eines WerkstUckes abfühlt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in nach oben auseinanderlaufend schrägen FUhrungen (20,21) einstellbar angeordnete, eine horizontale Meßbewegung ausfUhrende Meßbacken (16,17) mit senkrechten Meßfldchen (18,19) unabhängig voneinander in zwei an sich bekannten Federparallelogrammen (28,29,30,31) gefUhrt sind, die flach oberhalb der Meßbacken (16,17) in Längsrichtung der Auslaufführung (11) angeordnet sind.

2. Meßsteuerrachen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Endpunkte der Federparallelogramme (28,29,30,31) an einem gemeinsamen Ständer (32) befestigt sind und daß sich die Federparallelogramme nach der gleichen Seite strecken.

3. Meßsteuerrachen nach Anspruch 2, daß die Federparallelogramme (28,29,30,31) in der gleichen Ebene seitlich gegeneinander versetzt liegen, wobei jeweils ein Federschenkel (z.B. 30) des einen Federparallelogramms (z.B0 29,30) zwischen den Federschenkeln(z.B. 31) des anderen Federparallelogramms (z.B. 28,31) liegt.

4. Meßsteuerrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Federparallelogramm (28,29,30,31) ein gesonderter Meßtaster (35,36) zugeordnet ist, der die Wegdifferenz zwischen einem Festpunkt und einem Punkt des Federparallelogramms abfühlt und in elektrische Werte umsetzt.

59 Meßsteuerrachen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßtaster (35,36) an einem in die Mitte der Federparallelogramme (28,29,30,31) hineinragenden Arm (33) des Ständers (32) angeordnet sind und mit fe einem seitlichen Anschlag (37,38) der Brücken (28,29) der Federparallelogramme zusammenwirken.

6. Meßsteuerrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßtaster mit einem elektrischen Steuer- und/oder Anzeigegerät zusammen-arbeiten, das wahlweise die Ablesung der einzelnen abgefühlten Werte und die Ablesung der Summe der abgefühlten Werte der Meßtaster (35,36) ermöglicht.

7. Mensteuerrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbacken (16,17) in ihren Führungen (20,21) über Stellschrauben (24,25) einzeln verstellbar sind.

8. Meßsteuerrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßtaster (35,36) an den Ständer (32) in einer Stellung justiert festgelegt sind, in der sie in der neutralen Mittelstellung des jeweiligen Federparallelogramms (28,29,30,31) auf das Steuer- und/oder Anzeigegerät den Wert "Nulln übertragen.

9. Meßsteuerrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einem parallel zu den Federschenkeln (30,31) der Federparallelogramme vorkragenden Arm (33) des Ständers (32) ein mit beiden Brucken (28,29) der Federparalle logramme zussmmenarbeitender Begrenzungsanschlag (39) fest angeordnet ist, an den die Brücken (28,29) beim Uberschreiten ihrer maximalen Meßbewegung anschlagen.

lOo Meßsteuerrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ihm ein Annäherungsschalter zugeordnet ist, der bei Fehlen eines Werkstückes (15) den Signalausgang des Anzeige- und/oder Steuergerätes sperrt;

11. Meßsteuerrachen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dan ein Meßtaster (35) oberhalb und der zweite Meßtaster (36) unterhalb der Ebene der Federschenkel (30,31) angeordnet ist, wobei die Meßtaster (35,36) mit entgegengesetzer Wirkrichtung eingebaut sind.

L e e r s e i t e