DE19537125C2 - Vorrichtung zum Durchführen von Drehkalibrierungen eines Werkzeugmaschinentischs - Google Patents
Vorrichtung zum Durchführen von Drehkalibrierungen eines WerkzeugmaschinentischsInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf
die Kalibrierung der Winkelposi
tionierungsfähigkeit eines Werkzeugmaschinentischs.
Werkzeugmaschinen, beispielsweise, jedoch nicht auf diesel
ben begrenzt, CNC-Fräsmaschinen und
-Drehmaschinen sind gut bekannte Geräte zum Formen von
Rohteilen in bearbeitete Teile. Wenn die Komplexität und die
Toleranzen derartiger Teile zunimmt, müssen die Kalibrie
rungen der Positionsgenauigkeit für derartige Werkzeugma
schinen in gleicher Weise zunehmen. Die vorliegende Erfin
dung ist zum Durchführen von Drehkalibrierungen von CNC-
Werkzeugmaschinen des Typs brauchbar, der einen Tisch auf
weist, welcher sich um eine Drehachse senkrecht zu dem Tisch
in vorgeschriebene Winkelpositionen dreht.
Es ist gut bekannt, Drehachsen-Kalibrierungen des CNC-Werk
zeugmaschinentischs über eine Kombination eines Winkelposi
tions-messenden Laserinterferometersystems und einer Weiter
schalt-Drehkalibriervorrichtung mit einer sogenannten
Hirth-Kupplung durchzuführen. Die Weiterschalt-Drehkali
briervorrichtung (die auch als ein Weiterschalt-Drehtisch
oder eine Kreisteilvorrichtung bekannt ist) weist typischer
weise eine obere und eine untere Scheibe (Platte) auf, die
auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind, derart, daß sich
eine oder beide der Scheiben um die Welle drehen können. Die
Scheiben sind ferner befestigt, um sich auf der Welle longi
tudinal rückwärts und vorwärts zueinander zu bewegen. Auf
jeder gegenüberliegenden Fläche der Scheiben existiert eine
kreisförmige Peripherie von Sägezähnen, die präzise ineinan
der passen, um die sogenannte Hirth-Kupplung zu bilden, wenn
die Scheiben zusammengeklemmt sind (eingekuppelt sind). Je
der Zahn ist mit einer großen Präzision gebildet, wobei die
Gesamtzahl derart gewählt ist, daß die Winkelpositionierung
der Scheiben zueinander innerhalb eines vorgeschriebenen ho
hen Toleranzpegels liegen kann. Eine Standardmodell-Drehka
libriervorrichtung hat eine Kupplungs-Weiterschaltgenauig
keit von ±0,2 Bogensekunden. Weitere erhältliche Modelle
besitzen Weiterschaltgenauigkeiten, die in einem Bereich von
0,4 bis 1,0 Bogensekunden liegen.
Winkelpositionsmeß-Laserinterferometersysteme sind ebenso
bekannt, um genaue Messungen von Änderungen von Winkelposi
tionen durchzuführen. Geräte, die in der Lage sind, Posi
tionsmessungen gut in den heutigen Toleranzen, die für Werk
zeugmaschinen erwünscht sind, durchzuführen, sind bekannt.
Da die Optiken der Interferometersysteme jedoch einen be
grenzten Winkelbereich für eine feste Einstellung aufweisen,
sind derartige Systeme nicht geeignet, um Drehkalibrierungen
für volle 360 Grad durchzuführen. Außerdem akkumulieren sich
Meßfehler und werden größer, wenn der Winkelabstand, der von
den Meßoptiken zurückgelegt wird, zunimmt, derart, daß die
Laserinterferometerprodukte zur Messung relativ kleiner Win
kelauslenkungen am besten geeignet sind und für relativ
große Winkelabstände nicht geeignet sind, wie sie für eine
Drehkalibrierung für volle 360 Grad erforderlich wären.
Die Kombination einer Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung
mit einem Laserinterferometer-Meßsystem ist eine Anordnung,
die gemäß dem Stand der Technik zum Durchführen von Dreh
kalibrierungen von Werkzeugmaschinentischen bekannt ist. Ty
pischerweise werden Drehkalibrierungen unter Verwendung der
artiger, kommerziell erhältlicher Anordnungen üblicherweise
auf die folgende Art durchgeführt. Die untere Scheibe der
Kalibriervorrichtung wird an dem Tisch,
der kalibriert wird, befestigt, während die obere Scheibe
fest in einer Winkelposition gehalten wird, entweder durch
einen Bediener, der die Kalibrierung durchführt, oder durch
einen externen Arm, der an einem Ort befestigt ist, der
durch die Drehbewegung des Werkzeugmaschinentischs nicht be
einflußt ist. Die Drehachse der Kalibriervorrichtungsschei
ben fällt mit der Drehachse des Werkzeugmaschinentischs zu
sammen. Das Laserinterferometersystem ist derart einge
stellt, daß ein Teil der Optiken zum Messen von Winkelaus
lenkungen mit der oberen Scheibe gekoppelt ist. Nachdem die
Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung und das Laserinterfe
rometer-Meßsystem beide in eine vorbestimmte, Null-Anfangs
position eingestellt sind, wird die Kalibriervorrichtung
entriegelt (das heißt die Hirth-Kupplung wird ausgekuppelt).
Der Werkzeugmaschinentisch wird dann in eine vorgeschriesbene
Drehposition bewegt, die kalibriert werden soll, während die
obere Scheibe in ihrer festen Winkelposition gehalten wird,
Als nächstes werden die zwei Scheiben nachfolgend mitein
ander verriegelt. Da die untere Scheibe fest an dem Werk
zeugmaschinentisch befestigt ist, ist jede Drehung der obe
ren Scheibe aus ihrer Null-Anfangsposition, wenn sie wieder
mit der unteren Scheibe einkuppelt, der Winkelfehlerbetrag
zwischen der vorgeschriebenen Drehposition des Werkzeugma
schinentischs und der tatsächlichen Position. Da ein Teil
der Laserinterferometeroptiken an der oberen Scheibe befe
stigt ist, wird jede entsprechende Winkelbewegung der Opti
ken durch das Lasermeßsystem gemessen, wodurch eine Kali
brierungsablesung durchgeführt werden kann. Selbstverständ
lich ist die Fehlermessung den Toleranzen unterworfen, die
in der Hirth-Kupplung und dem Laserinterferometersystem exi
stieren. Das oben beschriebene Verfahren wird dann für jede
der jeweiligen Winkelpositionen, die kalibriert werden sollen,
wiederholt.
Ein typischer Kalibrierungsstandard erfordert, daß Kalibrie
rungsablesungen in 10 Grad-Segmenten über den 360 Grad-Dreh
bewegungsbereich erhalten werden, und daß jede der resultie
renden 36 Ablesungen mindestens sechsmal wiederholt wird. Es
ist offensichtlich und gut bekannt, daß, wenn das oben ge
nannte Kalibrierungsverfahren manuell durchgeführt wird,
viel Zeit und Mühe eingeschlossen ist. Mit dem Anstieg der
Arbeitskosten bedeutet eine solche Zeit auch einen größeren
Aufwand, der dem Durchführen derart wichtiger Drehkalibrie
rungen zugeordnet ist.
Bei einem Versuch, diese Zeit zu reduzieren, existieren be
kannte, kommerziell erhältliche, mechanische Anordnungen,
die pneumatische, hydraulische oder elektrisch angetriebene
Vorrichtungen aufweisen, um die obere und die untere Scheibe
der Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung zu verriegeln und
zu entriegeln. Weitere kommerzielle Anordnungen weisen
Scheiben auf, die über eine Servovorrichtung gesteuert sind.
Durch die Verwendung eines programmierbaren Computers und
einer dazugehörigen Schnittstellenausrüstung zum Steuern der
Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung, um dem Werkzeugma
schinentisch Befehle zu erteilen, und um Daten von dem La
serinterferometer-Meßsystem zu sammeln, weist das Verfahren
zum Durchführen von Drehkalibrierungen bekanntermaßen einen
hohen Automatisierungsgrad auf. Jedoch sind solche mechani
sche Anordnungen wesentlich komplizierter und folglich auf
wendiger als die manuell betriebene Weiterschalt-Drehkali
briervorrichtung. Um die relativ aufwendige Hirth-Kupplung
vor einer Beschädigung zu schützen, wenn die Sägezähne ver
riegelt und entriegelt werden, müssen sorgfältig ausgearbei
tete, sichere Messungen und Geräte eingeschlossen sein, um
eine nachteilige Beschädigung zu verhindern. Außerdem ent
standen mit der höheren Komplexität derartiger mechanischer
Anordnungen Zuverlässigkeits- und Wiederholbarkeits-Proble
me. Aufgrund der begrenzten Etats oder von Aufwandsreduzie
rungsprogrammen existiert ein Kompromiß zwischen den Kosten
und der Kalibrierungsgenauigkeit.
Die DE 12 02 993 B1 betrifft eine Prüf- und Einstellvorrichtung
zum Prüfen der Genauigkeit der Gradeinteilung eines in der
Winkellage verstellbaren Tisches einer Werkzeugmaschine gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine Trommel ist mittels eines Hebels gegenüber eine Grund
platte anhebbar bzw. absenkbar. Zwischen der Trommel und der
Grundplatte ist eine Skala vorgesehen, die durch einen Zahn
kranz an der Grundplatte gebildet ist. Die Trommel weist Eben
falls einen Zahnkranz auf, der mit dem Zahnkranz der Grund
platte Eingriff nimmt. Zur Prüfung einer Winkeleinstellung
eines Arbeitstisches wird ein "Nullabgleich" durchgeführt
und anschließend wird die Trommel mittels des Hebels angeho
ben und um einen vorbestimmten Winkelbetrag gedreht. Nachdem
die neue Position erreicht wurde, wird die Trommel abge
senkt, so daß die Zahnkränze Eingriff nehmen, und der Ma
schinentisch wird gedreht. Über den Spiegel kann nun festge
stellt werden, ob die Einstellvorrichtung der Werkzeugma
schine genau arbeitet. Tritt nach der Einstellung der Win
kelposition des Arbeitstisches eine Verschiebung der Spie
geloberfläche auf, kann eine Fehlausrichtung bestimmt wer
den.
Die DE 42 21 166 A1 zeigt eine Justiervorrichtung für eine
Spindel. Die Spindel wird in einer Ausnehmung eines Kreuz
tisches aufgenommen und durch Verfahren des Kreuz
tisches auf eine neues Werkstück justiert. Somit tritt kein
Problem hinsichtlich der durch die Spindel erzeugten Kraft
auf, die auf den Kreuztisch wirkt, da die Spindel beweglich
in der Bohrung angeordnet ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich
tung zum Durchführen einer Drehachsenkalibrierung einer
Werkzeugmaschinenanordnung zu schaffen, die eine Kalibrie
rung mit hoher Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit mit ge
ringem Aufwand ermöglicht, bei der eine Beschädigung der Ka
libiriervorrichtung sicher vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentan
spruch 1 gelöst.
Die oben genannten Begrenzungen der bekannten Geräte und
Anordnungen werden durch das Schaffen einer neuen und ver
besserten Vorrichtung überwunden, die gemäß den Lehren der
vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wenn sie in Kombi
nation mit einer zugehörigen Werkzeughaltespindel und einem
herkömmlichen Winkelpositionsmeß-Laserinterferometersystem
verwendet wird. Die vorliegende Erfindung weist einen Trä
ger, ein Verbindungsbauteil, eine Spezialverbindungsbefe
stigung und eine herkömmliche Weiterschalt-Drehkalibrier
vorrichtung des Typs auf, der eine obere und eine untere
Scheibe aufweist, die drehbar auf einer gemeinsamen Welle
befestigt und über eine Hirth-Kupplung miteinander verbunden
sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die obe
re Scheibe für eine Bewegung zu und weg von der unteren
Scheibe entlang einer longitudinalen Achse bewegbar auf der
gemeinsamen Welle befestigt, um die Hirth-Kupplung auszukup
peln oder einzukuppeln. Der Träger ist fest mit der oberen
Scheibe verbunden und dreht sich folglich im Gleichklang mit
jeder Drehung der oberen Scheibe. Die untere Scheibe der Ka
libriervorrichtung weist eine Befestigungseinrichtung für
eine feste Verbindung mit dem Drehtisch an einem Ort, an dem
die Drehachse der unteren Scheibe im wesentlichen mit der
Drehachse des Maschinentischs zusammenfällt, auf.
Die herkömmliche CNC-Werkzeugmaschine weist eine Spindel
auf, die ein Spannfutter oder eine Werkzeughaltevorrichtung
aufweist. Das Verbindungsbauglied der vorliegenden Erfindung
besitzt ein Ende, das angepaßt ist, um starr von dem Spann
futter gehalten zu werden. Das andere Ende des Verbindungs
bauglieds ist über die Spezialverbindungsbefestigung mit dem
oberen Teil des Trägers gekoppelt. Wenn die vorliegende Er
findung mit der Spindel und dem Drehtisch gekoppelt ist, hat
eine Rückwärts- und Vorwärts-Translationsbewegung der Spin
del und die dazugehörige Bewegung der oberen Scheibe entlang
einer Richtung parallel zu der Drehachse des Drehtischs zur
Folge, daß die Hirth-Kupplung jeweils ausgekuppelt und ein
gekuppelt wird. Die Spezialbefestigung ist derart angeordnet
und aufgebaut, daß, wenn die Hirth-Kupplung durch die Trans
lationsbewegung der Spindel ausgekuppelt wird, sowohl der
Träger als auch die obere Scheibe starr mit dem Verbindungs
bauglied verbunden werden, wobei verhindert wird, daß sich
beide um die longitudinale Achse der Kalibriervorrichtung
drehen. Wenn die Hirth-Kupplung durch die Translationsbe
wegung der Spindel in eine Richtung entgegengesetzt zu der
zum Auskuppeln der Hirth-Kupplung eingekuppelt wird, löst
die Spezialbefestigung den Träger derart, daß die obere
Scheibe frei ist, um sich zu schwenken und zu drehen, wie es
nötig ist, um mit der unteren Scheibe vollständig und exakt
einzurasten, ohne die Sägezähne der Hirth-Kupplung zu be
schädigen.
Bei einem herkömmlichen Laserinterferometer-Meßsystem wird
die Winkelposition durch das Erfassen von Änderungen der
Drehpositionen eines reflektierenden Elements gemessen. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung ist der Träger angepaßt, um das Reflektorelement starr
zu halten. Wenn die vorliegende Erfindung in Kombination mit
dem Laserinterferometersystem zum Kalibrieren der Drehposi
tionierungsfähigkeit des Maschinentisches verwendet ist,
werden die obere und die untere Scheibe zuerst an einem vor
bestimmten Nullwinkel-Referenzindex positioniert, und die
Hirth-Kupplung wird eingekuppelt. Nachdem die Hirth-Kupplung
durch eine geeignete Bewegung der Spindel ausgekuppelt ist,
werden der Drehtisch und die untere Scheibe, die starr mit
demselben verbunden ist, im Gleichklang in eine vorgeschrie
bene Winkelposition bewegt. Wenn die Hirth-Kupplung ausge
kuppelt wird, verhindern die Spezialbefestigung und die
Spindel gemeinsam, daß sich der Träger dreht, wenn der Dreh
tisch und die untere Scheibe, die an demselben angebracht
ist, im Gleichklang in die vorgeschriebene Winkelposition,
die kalibriert werden soll, bewegt werden. Nachdem die Spin
del und der Träger dann in eine Richtung bewegt sind, um die
Hirth-Kupplung einzukuppeln, und die obere und die untere
Scheibe miteinander eingerastet sind, läßt die Spezialbefe
stigung los, derart, daß der Träger, die obere Scheibe und
das reflektierende Element frei sind, um sich im Gleichklang
zu drehen, wie es nötig ist, wenn die Hirth-Kupplung voll
ständig eingekuppelt wird. Da das reflektierende Element,
das an dem Träger befestigt ist, anfänglich ebenfalls an dem
Null-Referenzindex war, wird jede nachfolgende Drehung weg
von dem Referenzindex durch das Interferometersystem als ein
Fehler zwischen der tatsächlichen und der vorgeschriebenen
Drehposition erfaßt, wenn die Hirth-Kupplung für eine Kali
brierungsablesung vollständig eingekuppelt ist. Das bevor
zugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
speziell zum Durchführen genauer und abschließender Messun
gen (beispielsweise innerhalb von Bruchteilen einer Bogense
kunde) des Drehpositionierungsfehlers des Drehtisches
brauchbar. Grobe Fehler (beispielsweise innerhalb des näch
sten Grads) können ohne die Verwendung des Laserinterferome
tersystems erfaßt werden, da die herkömmliche Weiterschal
tung-Drehkalibriervorrichtung ausreichend genau ist, um sol
che groben Fehler zu messen. Bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist eine Drehskala auf der Peri
pherie einer der zwei Scheiben aufgedruckt, wobei eine sta
tionärer Zeiger an der anderen Scheibe befestigt ist. Folg
lich können die groben Fehler, die bei einer Drehkalibrie
rungssitzung auftreten können, durch ein herkömmliches Mit
tel gemessen, beispielsweise durch ein visuelles Ablesen des
Drehbetrags der Drehskala bezüglich des Zeigers.
Nachfolgend werden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen,
in denen gleiche Elemente der vorliegenden Erfindung
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, bevorzugte Aus
führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema und ein Blockdiagramm eines herkömmli
chen Laserinterferometersystems zum Messen einer
Winkelposition;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines oberen Gehäuse
abschnitts der vorliegenden Erfindung, an dem ein
Reflektorelement von dem Laserinterferometersystem,
das in Fig. 1 dargestellt ist, befestigt ist;
Fig. 3 eine Vorderansicht des oberen Gehäuseabschnitts der
vorliegenden Erfindung, der in Fig. 2 dargestellt
ist;
Fig. 4 eine Seitenansicht des oberen Gehäuseabschnitts der
vorliegenden Erfindung, der in Fig. 2 dargestellt
ist;
Fig. 5 eine Draufsicht des oberen Gehäuseabschnitts der
vorliegenden Erfindung, der in Fig. 2 dargestellt
ist;
Fig. 6 eine Teilquerschnittansicht des oberen Gehäuseab
schnitts der vorliegenden Erfindung entlang der
Schnittlinie A-A in den Fig. 4 und 5;
Fig. 7 eine Querschnittansicht einer Weiterschalt-Dreh
kalibriervorrichtung, die in Kombination mit dem
oberen Gehäuseabschnitt der vorliegenden Erfindung,
der in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist, verwendet
wird; und
Fig. 8 eine Draufsicht der Weiterschalt-Drehkalibriervor
richtung, die in Fig. 7 dargestellt ist.
Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung wäre es aufschlußreich, den ele
mentaren Betrieb eines herkömmlichen Winkelpositionsmeß-In
terferometersystems zu verstehen, so daß die Verwendung der
vorliegenden Erfindung besser verständlich wird. In Fig. 1
ist ein Schema und ein Blockdiagramm eines bekannten Winkel
positionsmeß-Laserinterferometersystems 8 gezeigt. Ein La
serkopf 10 erzeugt einen Lichtstrahl 12 mit zwei Frequenzen
fA und fB zur Übertragung zu einem Winkelinterferometer 14.
Der Strahl 12 läuft durch einen Strahlbeuger 16 zu einem Po
larisierungsstrahlteiler 18, der einen ersten Teil 20 des
Strahls mit der Frequenz (oder Polarisation) fA reflektiert
und einen zweiten Teil 22 mit der Frequenz (oder Polarisa
tion) fB durchläßt. Der erste Teil 20 des Strahls 12 wird
von dem Strahlbeuger 16 zu einer Kubusecke (oder einem Re
tro-Reflektor) 24 eines Winkelreflektors 26 reflektiert und
nachfolgend durch den Strahlbeuger 16 zurückgegeben. Der
zweite Teil 22 wird zu einer Kubusecke (oder einem Retro-
Reflektor) 28 durchgelassen, um durch den Strahlteiler 18
zurückreflektiert zu werden, wo derselbe mit dem zurücklau
fenden ersten Teil 20 kombiniert wird (wenn dieser Strahl
durch den Strahlbeuger 18 läuft), um einen kombinierten
Strahl 30 zu bilden, der zu einem Empfänger 32 gesendet
wird. Wie aus einer Betrachtung der Fig. 1 offensichtlich
wird, vertauschen sich die optischen Wege, die von dem er
sten bzw. zweiten Teil 20 und 22 des Strahls 12 durchlaufen
werden, wenn der Winkelreflektor 26 um eine Achse, die vor
zugsweise durch einen Mittelpunkt 34 und senkrecht zu der
Ebene der Figur verläuft, aus einer Winkelposition in eine
andere gedreht wird, wobei das Winkelinterferometer 14 sta
tionär bleibt. Wie gut bekannt ist, offenbart sich die Ände
rung der optischen Weglänge, die von jedem Teil des Strahls
12 durchlaufen wird, als Aufwärts- oder Abwärts-Frequenzver
schiebung (die die sogenannte Doppler-Verschiebung ist), ab
hängig von der Richtung und der Geschwindigkeit der Drehung.
Die Frequenzverschiebung, die in dem kombinierten Strahl 30
auftritt, wird durch den Empfänger 32 erfaßt, der ein dazugehöriges
Erfassungssignal 36 erzeugt, das zu einer Meßsy
stemelektronik 38 gesendet wird. Die Verwendung eines Licht
strahls mit zwei unterschiedlichen Frequenzen ist bevorzugt,
da die Entfernungsinformationen in sogenannten Wechselsi
gnal-Signalverläufen, oder Trägern, und nicht in Gleichsi
gnalverläufen, getragen werden. Wie gut bekannt ist, besteht
der Vorteil der Verwendung von Wechselsignal-Signalverläufen
darin, daß dieselben gegenüber Änderungen von Gleichsignal-
Pegeln unempfindlich sind, derart, daß Änderungen der
Strahlintensität nicht als eine Änderung der Entfernung zu
dem oder eine Bewegung des Objekts, das gemessen wird, in
terpretiert werden.
Die Elektronik 38 spricht auf das Erfassungssignal an, um
ein Meßdatensignal zu erzeugen, das einer Messung der Ände
rung der Winkelposition des Winkelreflektors 26 entspricht.
Umgekehrt tritt eine ähnliche Verschiebung von Frequenzen
auf, wenn das Winkelinterferometer 14 in der Ebene der Figur
gedreht wird, wobei der Winkelreflektor 26 stationär gehal
ten ist.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen eine perspektivische Ansicht, eine
Vorderansicht, eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines
oberen Gehäuses 40 der vorliegenden Erfindung, an dem der
Winkelreflektor 26 (der vorher in Verbindung mit Fig. 1 be
schrieben wurde) befestigt ist. Fig. 6 zeigt eine Teilquer
schnittansicht der vorliegenden Erfindung entlang der
Schnittlinie A-A von Fig. 4. Wie in den Fig. 2 bis 6 gezeigt
ist, ist ein rechteckiger Kasten 41 aus einer Basis 42, Sei
tenwänden 44 und einem oberen Stück 46 gebildet. Die Teile,
die das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung aufweist, sind, wenn nichts anderes erwähnt ist, aus
Metall hergestellt. Das obere Stück 46 ist mit Gewindebolzen
(nicht gezeigt), die durch Öffnungen 48 plaziert sind, an
den Seitenwänden 44 befestigt. Die Basis 42 ist in gleicher
Weise über Bolzen (nicht gezeigt), die in Öffnungen 50 in
der Basis 42 plaziert sind, an den Seitenwänden 44 befe
stigt. Der Reflektor 26 ist fest an der Basis 42 befestigt,
vorzugsweise über drei Bolzen (nicht gezeigt).
Ein Abdeckungsstück 52 weist bei einem funktionsfähigen Mo
dell der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine zylindri
sche Form auf und ist über Öffnungen 54 mit dem oberen Stück
verschraubt. Eine vertikale Welle 56 ist durch eine Wellen
öffnung 58 angeordnet. In Fig. 6 sind weitere Einzelheiten
dessen gezeigt, was sich innerhalb des Abdeckungsstücks 52
befindet. Eine elastische Beilagscheibe ist zwischen einem
Flansch 62, der an einem Ende der vertikalen Welle 56 gebil
det ist, und einer inneren Oberfläche 64 des Abdeckungs
stücks 52 angeordnet. Eine Feder-Plungerkolben-Anordnung 66
ist in der vertikalen Welle 56 befestigt und über Gewinde 68
am Platz gehalten. Eine Nase 70, die in der Plungerkolbenan
ordnung 66 angeordnet ist, ist mit einer flachen Oberfläche
72 ausgebildet, die mittels eines Endes einer Feder 76 ge
drückt wird, um sich zu einem Anschlag 74 zu bewegen. Das
entgegengesetzte Ende der Feder 76 ist gegen eine Einstell
schraube 78 gehalten. Wenn das Abdeckungsstück 52, das die
Welle 56 und die Plungerkolbenanordnung 66 enthält, auf dem
oberen Stück 46 befestigt ist, wird die flache Oberfläche
der Nase 70 in eine Richtung zu der Einstellschraube 78 ge
gen die Feder 76 gedrückt. Die Feder 76 wird folglich zusam
mengedrückt und erzeugt eine Kraft, um die Nase 70 gegen ei
nen Lagerblock 80 zu halten, der in dem oberen Stück 46 be
festigt ist. Der Lagerblock 80 ist aus einem gehärteten Ma
terial hergestellt, um der Abnutzung zu widerstehen, die
durch den Abrieb von der Nase 70 erzeugt wird. Wie später
detaillierter erklärt wird, ist es erwünscht, daß ein Kon
taktbereich 82, in dem die Nase 70 den Lagerblock 80 an
einem Kontaktpunkt 130 kontaktiert, flach und in der Lage
ist, einer Abnutzung in eine konkave Vertiefung zu widerste
hen, die eine Betriebsbewegung der Nase 70 behindern kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
die Plungerkolbenanordnung 66 ein ein sogenannter rostfreier
Schwerkraft-Federplungerkolben mit einem 1/4-20-Gewinde, An
fangs- und End-Kräften von 13,3 N (3 Pound) bzw. 57,8 N (13
Pound), einer Körperlänge von 2,54 cm (1,0 Inch) und einer
unlegierten Nase aus rostfreiem Stahl, die mit einer abge
rundeten Spitze ausgebildet ist. Die Nase dieses Feder
plungerkolbens besaß in Ruhe eine freiliegende Länge von
0,47 cm (0,187 Inch) und einen Durchmesser von 0,30 cm
(0,119 Inch).
In den Fig. 3 und 4 ist eine Blockierbeilagscheibe 84 ge
zeigt, die auf der vertikalen Welle 56 befestigt ist. Der
Zweck der Blockierbeilagscheibe 84 wird später erklärt. Ob
wohl dieselbe in den Fig. 2, 5 und 6 nicht gezeigt ist, ist
die Blockierbeilagscheibe 84 ein Gegenstand, der zur Verwen
dung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung erwünscht ist.
Fig. 7 zeigt eine Schnitt-Vorderansicht einer herkömmlichen
Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung 90, die ein Teil der
vorliegenden Erfindung ist. Eine obere Scheibe 92 ist für
eine Drehung um und eine Bewegung entlang einer Mittelachse
94 befestigt. Obwohl Kugellager 96 und 98 für ein bevorzug
tes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt
sind, können andere Lageranordnungen verwendet werden, bei
spielsweise ein einfaches Gleitlager ohne jedes Kugellager.
Eine untere Scheibe 100 ist vorzugsweise als ein einstücki
ges Teil einer Basis 102 gebildet. Eine herkömmliche Hirth-
Kupplung 104 (spezifische Einzelheiten nicht dargestellt)
verbindet die obere Scheibe 92 mit der unteren Scheibe 100
um eine peripherische Region zwischen der oberen und der un
teren Scheibe. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 ist die
Hirth-Kupplung eingekuppelt. Die obere Scheibe 92 ist jedoch
entlang einer longitudinalen Achse 106 beweglich, derart,
daß die Hirth-Kupplung ausgekuppelt wird und die zwei Schei
ben voneinander getrennt werden. Um eine äußere Peripherie
der Scheibe 92 befindet sich ein graduierter Ring 108 mit
einer Skala zum Anzeigen einer Winkeldrehung bezüglich eines
Zeigers 110, der an der unteren Scheibe 100 befestigt ist.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht der Weiterschalt-Drehkalibrier
vorrichtung, die in Fig. 7 dargestellt ist. Die Basis 102
weist vorzugsweise drei Befestigungslöcher 112 auf, die zur
Befestigung des Drehtisches einer Werkzeugmaschine, bei
spielsweise einer Fräsmaschine, brauchbar sind. Die obere
Scheibe 92 weist Löcher 114 auf, die verwendet werden, um
das obere Gehäuse (der Fig. 2 bis 6) über Befestigungslöcher
50 zu befestigen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist die obere Scheibe einen Durchmesser von 12,7 cm (5 Inch)
auf, und die Hirth-Kupplung ist auf 0,25 Bogensekunden
genau.
Nachfolgend wird eine Beschreibung durchgeführt, die die
Verwendung der vorliegenden Erfindung zum Durchführen von
Drehkalibrierungen eines Werkzeugmaschinentischs betrifft.
Wenn das obere Gehäuse 40 auf der oberen Scheibe 92 der Wei
terschalt-Drehkalibriervorrichtung 90 befestigt ist, fällt
die longitudinale Achse 106 der Weiterschalt-Drehkalibrier
vorrichtung vorzugsweise mit einer Wellenachse 120 zusammen,
die sich entlang der Mitte der vertikalen Welle 56 er
streckt. Wenn die vorliegende Erfindung in Kombination mit
dem Laserinterferometersystem 8 zur Durchführung von Kali
brierungen der Winkelpositionsfähigkeit des CNC-Werkzeugma
schinentischs verwendet wird, fällt die Drehachse des Ma
schinentischs vorzugsweise mit der Wellenachse 120 (die in
den Fig. 2 bis 6 gezeigt ist) und der longitudinalen Achse
106 (in Fig. 7) zusammen. Die CNC-Werkzeugmaschine weist
eine Computergesteuerte Spindel auf, die ein Spannfutter
einschließt, um das zugehörige Werkzeug, das verwendet ist,
um das unbearbeitete Stück in einen fertigen Herstellungsge
genstand zu formen, zu halten. Die Spindel weist typischer
weise viele Bewegungsgrade auf, die eine Bewegung entlang
einer Richtung senkrecht zu dem Werkzeugmaschinentisch von
dem Werkzeugmaschinentisch weg und zu demselben hin ein
schließen. Wenn die vorliegende Erfindung vollständig zum
Durchführen von Drehkalibrierungen des Werkzeugmaschinen
tischs eingestellt ist, ist die vertikale Welle 56 starr an
der Spindel befestigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei
spiel ist ein Loch 122 (in den Fig. 2 bis 4 und 6 gezeigt)
in der vertikalen Welle 56 brauchbar, um einen Stab (nicht
gezeigt), der durch dieselbe plaziert ist, zu halten, wenn
die vorliegende Erfindung stationär gehalten werden muß,
wenn sie in dem Spannfutter der Spindel befestigt wird.
Wenn die Drehachsenkalibrierung des CNC-Werkzeugmaschinen
tischs begonnen wird, werden die obere und die untere Schei
be 92 und 100 der Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung 90
zuerst in eine vorgeschriebene Anfangsposition bezüglich
des Zeigers 110 eingestellt, vorzugsweise an der Null-Marke
des graduierten Rings 108. Die Hirth-Kupplung 104 ist einge
kuppelt, so daß die zwei Scheiben in ihrer vorgeschriebenen
Position gehalten sind. Außerdem wird das Laserinterferome
tersystem 8 in die vorgeschriebene Anfangsposition einge
stellt. Als nächstes wird angewiesen, daß die Spindel sich
an einen Ort weg von dem Werkzeugmaschinentisch bewegt, was
zur Folge hat, daß die obere Scheibe 92 von der unteren
Scheibe 100 getrennt wird, und die Hirth-Kupplung 104 ausge
kuppelt wird. Dann wird angewiesen, daß der Werkzeugmaschi
nentisch sich in eine vorgeschriebene Winkelposition dreht,
die zu darstellenden Zwecken beispielsweise 10 Grad ist. Die
obere Scheibe 92 dreht sich nicht, da die Hirth-Kupplung 104
ausgekuppelt ist. Allen Schleifkräften, die durch eine Rei
bung in den Lagern 96 und 98 übertragen werden können, um
die obere Scheibe 92 zu drehen, wenn die untere Scheibe 100
gedreht wird, wird durch die Kombination der Spindel, die
die vertikale Welle 56 hält, und des Reibungswiderstands,
der durch die elastische Beilagscheibe 60 erzeugt wird, wi
derstanden. Als weitere Erklärung wurde vorher erwähnt, daß
die Plungerkolbenanordnung 66 derart angeordnet ist, daß die
Nase 70 gegen den Lagerblock 80 gedrückt wird. Die Kraft,
die durch die Plungerkolbenanordnung 66 erzeugt wird, wirkt
auch auf die elastische Beilagscheibe 60, was wiederum einen
Reibungswiderstand erzeugt, der größer als ausreichend ist,
um allen Schleifkräften zu widerstehen, die durch die Lager
96 und 98 erzeugt werden können.
Nachdem die untere Scheibe 100 an den 10 Grad-Ort gedreht
worden ist, wird angewiesen, daß die Spindel sich zu dem
Werkzeugmaschinentisch hin bewegt. Die Hirth-Kupplung wird
dann wieder eingekuppelt. Wenn kein Fehler existiert, werden
die Zähne der Hirth-Kupplung 104 exakt einkuppeln und das
Laserinterferometersystem 8 wird keine Drehbewegung des Win
kelreflektors 26 erfassen. Der Zeiger 110 wird sich eben
falls bei der 10 Grad-Anzeige des graduierten Rings 108 be
finden. Wenn jedoch ein Fehler existiert, wird das Laserin
terferometersystem 8 eine bestimmte Winkelbewegung des Win
kelreflektors 26 erfassen.
Es ist bekannt, daß jeder Zahn (nicht gezeigt) der Hirth-
Kupplung gewinkelte Seiten aufweist, wobei alle Zähne jeder
Scheibe ein Zahnrad bilden. Wenn der Winkelfehler des Werk
zeugmaschinentischs, wenn angewiesen wird, daß sich derselbe
in die 10 Grad-Position bewegt, derart ist, daß die Zähne
der Hirth-Kupplung nicht exakt ineinander greifen, wenn die
obere Scheibe 92 auf die untere Scheibe 100 zurück plaziert
wird, ist eine Beschädigung der relativ aufwendigen Hirth-
Kupplung 104 möglich, da die Spindel in der Lage ist, große
Kräfte zu erzeugen, die erforderlich sind, um bearbeitete
Teile herzustellen. Das obere Gehäuse 40 ist aufgebaut und
angeordnet, um eine Beschädigung der Zähne der Hirth-Kupp
lung 104 zu vermeiden, wenn eine derartige Situation auf
tritt. Spezieller ist die Kraft, die durch die Feder 78 in
der Plungerkolbenanordnung 66 erzeugt wird, gewählt, um
kleiner zu sein als eine solche, die die Hirth-Kupplung 104
beschädigen wird. Wenn die obere Scheibe 92 etwas geneigt
werden muß, um die Situation aufzunehmen, bei der die Zähne
der Hirth-Kupplung 104 nicht exakt ineinandergreifen, wird
sich der rechteckige Kasten 41 folglich an dem Kontaktpunkt
130 um die Nase 70 schwenken, bevor irgendeine Beschädigung
an einem beliebigen der Zähne auftritt. Es sollte hervorge
hoben werden, daß die Wellenöffnung 58 dimensioniert ist, um
zu ermöglichen, daß sich der rechteckige Kasten 41 und das
Abdeckungsstück 42 (die starr an dem oberen Stück 46 befestigt
sind) ohne eine Berührung irgendeines Abschnitts der
vertikalen Welle 56 neigen.
Zur gleichen Zeit ist ferner jede Drehung der oberen Scheibe
92, die notwendig ist, damit die Zähne der Hirth-Kopplung
104 exakt ineinandergreifen, ebenfalls ermöglicht. Dieses
Ergebnis ist möglich, da die Kraft der Feder 78 und der Rei
bungswiderstand der elastischen Beilagscheibe 60 derart ge
wählt sind, daß der rechteckige Kasten 41 sich um die ver
tikale Welle 56 dreht, bevor irgendeine Beschädigung in der
Hirth-Kupplung 104 auftritt. Spezieller wird, wenn die Zähne
der Hirth-Kupplung nicht exakt ineinandergreifen, eine Kraft
erzeugt, da die gewinkelten Seiten jedes Zahns gegeneinan
dergedrückt werden, wenn die Spindel die obere Scheibe 92 zu
der unteren Scheibe 100 bewegt. Diese Kraft wird über die
Nase 70 übertragen und ist wirksam, um die Feder 78 weiter
zusammenzudrücken. Wenn die übertragene Kraft beginnt, die
Federkraft zu übersteigen, die durch das Zusammendrücken der
Feder 78 erzeugt wird, wird die Kraft, die wirksam ist, um
die elastische Beilagscheibe 60 und den Flansch 62 gegen die
innere Oberfläche 64 des Abdeckungsstücks 52 zu drücken, auf
eine Größe von Null abnehmen. Die Spindel wird die vertikale
Welle 56 davon abhalten, sich zu drehen. Folglich wird der
rechteckige Kasten 41 frei sein, um sich nach Bedarf als Re
aktion auf die Rotationskräfte, die erzeugt werden, wenn die
Zähne der Hirth-Kopplung ineinandergreifen, zu drehen. Da
der Kontaktpunkt zwischen der Nase 70 und dem Lagerblock 80
dort ist, wo die Drehung auftritt, ist es offensichtlich,
warum die Nase 70 abgerundet ist (und nicht flach ist), um
den Kontaktbereich zu reduzieren, und warum es erwünscht
ist, daß der Lagerblock 80 aus einem gehärteten Material
hergestellt ist, um einem Abrieb von der Nase 70 zu wider
stehen. Wenn die Nase 70 durch eine Abnutzung eine konkave
Vertiefung in dem Lagerblock 80 erzeugt, kann die Schwenk-
und Dreh-Fähigkeit des rechteckigen Kastens 41 nachteilig
beeinflußt sein.
Nachdem das Kalibrierungsverfahren für die 10 Grad-Position
abgeschlossen ist, kann die gesamte Prozedur, die oben be
schrieben ist, für die nächste Position wiederholt werden,
beispielsweise am 20 Grad-Ort. Da die Spindel und der Werk
zeugmaschinentisch üblicherweise unter einer programmierba
ren Steuerung arbeiten, kann das gesamte Kalibrierungsver
fahren automatisiert werden, vorausgesetzt die geeignete
Schnittstellenausrüstung und Computerprogramme für eine
Schnittstellenbildung und Steuerung der Werkzeugmaschine
und des Laserinterferometersystems sind verwendet.
Es ist gut bekannt, daß das Laserinterferometersystem 8 zum
Messen relativ kleiner Winkelpositionsänderungen ideal ge
eignet ist, wie z. B. zum Zweck der Veranschaulichung von
Änderungen von weniger als einem Grad. Wenn der Drehpositio
nierungsfehler des Werkzeugmaschinentischs relativ groß ist
(beispielsweise zur Veranschaulichung), kann eine solche Un
genauigkeit durch die Verwendung des graduierten Rings 108
in der Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung 90 erfaßt wer
den. In diesem letzteren Fall wird das Laserinterferometer
system 8 nicht benötigt, bis derartige, relativ große Fehler
erstmals eliminiert sind.
Es gibt Situationen, in denen Öl oder andere ungewollte Ver
unreinigungen von der Spindel entlang der vertikalen Welle
56 herablaufen kann und möglicherweise den Betrieb der vor
liegenden Erfindung stört. In einem solchen Fall ist eine
Blockierbeilagscheibe 84, die vorzugsweise aus Polyurethan
besteht, verwendet, um das ungewollte Öl oder andere Verun
reinigungen daran zu hindern, den Betrieb der vorliegenden
Erfindung negativ zu beeinflussen.
Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er
findung detailliert oben beschrieben wurde, ist die vorlie
gende Erfindung keinesfalls durch diese Ausführungsbeispiele
und bevorzugte Anordnungen begrenzt. Fachleute werden erken
nen, daß Änderungen in Form und Detail durchgeführt werden
können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung ab
zuweichen. Beispielsweise kann das obere Gehäuse 40 aufgebaut
sein, um an demselben das Winkelinterferometer 14 des
Laserinterferometersystems 8 anstelle des Winkelreflektors
26 zu befestigen. Bei einem solchen alternativen Fall wird
sich das Winkelinterferometer 14 mit dem oberen Gehäuse 40
drehen, während der Winkelreflektor 26 stationär gehalten
ist. Andere optische Winkelpositionsmeß-Systeme können an
stelle des bevorzugten Systems unter Verwendung der soge
nannten Wechselsignal-Signalverläufen von Laserlicht ver
wendet werden. Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele
alle in Verbindung mit einem horizontalen Werkzeugmaschinen
tisch beschrieben sind, wird die vorliegende Erfindung mit
einem Gerät, beispielsweise Drehmaschinen, arbeiten, bei dem
der Werkzeugmaschinentisch vertikal oder in einem bestimmten
Winkel zwischen horizontal und vertikal angeordnet ist.
Claims (8)
1. Drehachsenkalibiriervorrichtung für eine Werkzeugma
schinenanordnung zur Verwendung in Kombination mit der
Werkzeugmaschinenanordnung als ein Werkstück und einer
Winkelpositionsmeß-Anordnung als ein weiteres Werk
stück;
wobei die Werkzeugmaschinenanordnung folgende Merkmale einschließt:
einen Maschinentisch, der wirksam ist, um sich um eine Drehachse zu drehen, und der eine Zusatzbefe stigungseinrichtung aufweist; und
eine Werkzeugspindel, die wirksam ist, um sich ent lang einer Richtung parallel zu der Drehachse rück wärts und vorwärts zu bewegen, während sie eine fe ste Drehposition beibehält, und die einen Werkzeug halter einschließt;
wobei die Winkelpositionsmeß-Anordnung (8) eine Kompo nente (26) zum Koppeln mit dem Maschinentisch und zum Messen von Unterschieden zwischen einer tatsächlichen Winkelposition des Maschinentischs und einer vorge schriebenen Winkelposition für denselben einschließt;
wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
eine Weiterschalt-Kalibriervorrichtung (90) mit einem oberen (92) und einem unteren (100) Element, um sich um eine longitudinale Achse (106) der Kali briervorrichtung (90) zu drehen, und um für eine exakte Drehpositionierung der Elemente (92, 100) zueinander über eine Drehkupplung (104), die eine Planverzahnung hat, miteinander verbunden zu sein;
wobei das obere Element (92) für eine Bewegung entlang der longitudinalen Achse (106) und für ein Einkuppeln und ein Auskuppeln der Drehkupplung (104) angeordnet ist; wobei das untere Element (100) eine Befestigungseinrichtung für eine feste Kopplung mit der Zusatzbefestigungseinrichtung des Maschinentischs aufweist;
gekennzeichnet durch
einen Träger (41) mit einer Befestigungseinrichtung für eine feste Kopplung mit der Komponente (26) der Winkelpositionsmeß-Anordnung (8), der ferner eine obere und eine untere Oberfläche aufweist; wobei die untere Oberfläche mit dem oberen Element (92) der Kalibriervorrichtung (90) gekoppelt ist;
ein Verbindungsbauglied (56) mit einem nahen und einem entfernten Ende; wobei das entfernte Ende für eine feste Kopplung mit dem Werkzeughalter angepaßt ist; und
eine Verbindungsbauglied-Befestigungseinrichtung zum Koppeln des nahen Endes des Verbindungsbau glieds (56) mit der oberen Oberfläche des Trägers (41); wobei die Verbindungsbaugliedbefestigung der art aufgebaut und angeordnet ist, daß
wobei die Werkzeugmaschinenanordnung folgende Merkmale einschließt:
einen Maschinentisch, der wirksam ist, um sich um eine Drehachse zu drehen, und der eine Zusatzbefe stigungseinrichtung aufweist; und
eine Werkzeugspindel, die wirksam ist, um sich ent lang einer Richtung parallel zu der Drehachse rück wärts und vorwärts zu bewegen, während sie eine fe ste Drehposition beibehält, und die einen Werkzeug halter einschließt;
wobei die Winkelpositionsmeß-Anordnung (8) eine Kompo nente (26) zum Koppeln mit dem Maschinentisch und zum Messen von Unterschieden zwischen einer tatsächlichen Winkelposition des Maschinentischs und einer vorge schriebenen Winkelposition für denselben einschließt;
wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
eine Weiterschalt-Kalibriervorrichtung (90) mit einem oberen (92) und einem unteren (100) Element, um sich um eine longitudinale Achse (106) der Kali briervorrichtung (90) zu drehen, und um für eine exakte Drehpositionierung der Elemente (92, 100) zueinander über eine Drehkupplung (104), die eine Planverzahnung hat, miteinander verbunden zu sein;
wobei das obere Element (92) für eine Bewegung entlang der longitudinalen Achse (106) und für ein Einkuppeln und ein Auskuppeln der Drehkupplung (104) angeordnet ist; wobei das untere Element (100) eine Befestigungseinrichtung für eine feste Kopplung mit der Zusatzbefestigungseinrichtung des Maschinentischs aufweist;
gekennzeichnet durch
einen Träger (41) mit einer Befestigungseinrichtung für eine feste Kopplung mit der Komponente (26) der Winkelpositionsmeß-Anordnung (8), der ferner eine obere und eine untere Oberfläche aufweist; wobei die untere Oberfläche mit dem oberen Element (92) der Kalibriervorrichtung (90) gekoppelt ist;
ein Verbindungsbauglied (56) mit einem nahen und einem entfernten Ende; wobei das entfernte Ende für eine feste Kopplung mit dem Werkzeughalter angepaßt ist; und
eine Verbindungsbauglied-Befestigungseinrichtung zum Koppeln des nahen Endes des Verbindungsbau glieds (56) mit der oberen Oberfläche des Trägers (41); wobei die Verbindungsbaugliedbefestigung der art aufgebaut und angeordnet ist, daß
- a) der Träger (41) daran gehindert ist, sich um die longitudinale Achse (106) zu drehen, wenn die Drehkupplung (104) der Weiterschalt-Kali briervorrichtung (90) ausgekuppelt ist, und
- b) daß ermöglicht ist, daß sich der Träger um die longitudinale Achse (106) dreht, wenn die Dreh kupplung (104) der Weiterschalt-Kalibriervor richtung (90) in einem eingekuppelten Zustand ist;
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Verbindungs
bauglied (56) einen Feder-Plungerkolben (66) aufweist,
der eine Nase (70) und eine innere Feder (76) aufweist,
wobei das nahe Ende des Verbindungsbauglieds (56) mit
einem Flansch (62) ausgebildet ist, der einen vorbe
stimmten Durchmesser aufweist; wobei die Verbindungs
bauteil-Befestigungseinrichtung ein Gehäuse (52) auf
weist, das eine Öffnung (58) mit einem Durchmesser, der
kleiner als der vorbestimmte Durchmesser ist, aufweist;
wobei die Nase (70) ein vorderes und ein hinteres Ende
aufweist; wobei das Gehäuse (52) fest auf einer oberen
Oberfläche des Trägers (41) befestigt ist; wobei der
Flansch und die Nase (70) innerhalb des Gehäuses (52)
angeordnet sind, wobei der Feder-Plungerkolben (66) mit
dem nahen Ende des Verbindungsbauglieds (56) gekoppelt
ist, derart, daß das vordere Ende der Nase (70) sich
über den Flansch (62) hinaus erstreckt und die obere
Oberfläche des Trägers (41) berührt; wobei das Verbin
dungsbauglied (56) angeordnet ist, um sich durch die
Öffnung (58) zu erstrecken, wobei sich das entfernte
Ende aus dem Gehäuse (52) erstreckt;
bei der in einem ersten Zustand das hintere Ende der Nase (70) gegen die innere Feder (76) gedrückt ist und dieselbe zusammendrückt, wodurch eine Reaktionsfederkraft erzeugt wird, die durch das Verbindungsbauglied (56) übertragen wird, um den Flansch (62) gegen das Ge häuse (52) zu drücken, und welche eine Größe aufweist, um zu verhindern, daß sich das Gehäuse (52) um das Ver bindungsbauglied (56) dreht; und
bei der in einem zweiten Zustand eine entgegengesetzte Kraft an einem Ort auf das vordere Ende der Nase (70) ausgeübt wird, an dem dieselbe die obere Oberfläche des Trägers (41) berührt; wobei die Kraft eine Größe auf weist, die zumindest größer als die Reaktionsfederkraft ist und in eine zu derselben entgegengesetzte Richtung ausgeübt wird, derart, daß der Flansch (62) nicht län ger gegen das Gehäuse (52) gedrückt wird, wodurch er möglicht wird, daß sich das Gehäuse (52) an dem Ort um das Verbindungsbauglied (56) dreht, an dem das vordere Ende der Nase (70) die obere Oberfläche berührt.
bei der in einem ersten Zustand das hintere Ende der Nase (70) gegen die innere Feder (76) gedrückt ist und dieselbe zusammendrückt, wodurch eine Reaktionsfederkraft erzeugt wird, die durch das Verbindungsbauglied (56) übertragen wird, um den Flansch (62) gegen das Ge häuse (52) zu drücken, und welche eine Größe aufweist, um zu verhindern, daß sich das Gehäuse (52) um das Ver bindungsbauglied (56) dreht; und
bei der in einem zweiten Zustand eine entgegengesetzte Kraft an einem Ort auf das vordere Ende der Nase (70) ausgeübt wird, an dem dieselbe die obere Oberfläche des Trägers (41) berührt; wobei die Kraft eine Größe auf weist, die zumindest größer als die Reaktionsfederkraft ist und in eine zu derselben entgegengesetzte Richtung ausgeübt wird, derart, daß der Flansch (62) nicht län ger gegen das Gehäuse (52) gedrückt wird, wodurch er möglicht wird, daß sich das Gehäuse (52) an dem Ort um das Verbindungsbauglied (56) dreht, an dem das vordere Ende der Nase (70) die obere Oberfläche berührt.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Win
kelpositionsmeß-Anordnung (8) ein Dual-Laserstrahl-In
terferometer einschließt und die Komponente (26) ein
Winkelreflektor ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der die Dreh
kupplung (104) eine Hirth-Kupplung ist, die Getriebe
zähne einschließt, die exakt ineinander greifen, wenn
die Hirth-Kupplung eingekuppelt ist; wobei die Reak
tionsfederkraft eine vorgeschriebene Größe aufweist,
die geringer ist als eine Kraft, die irgendeinen der
Getriebezähne beschädigt, wenn die Hirth-Kupplung ein
gekuppelt wird, wenn die Getriebezähne zueinander in
einer versetzten Ausrichtung sind.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die fer
ner ein Blockierelement (84) aufweist, das zwischen dem
nahen und dem entfernten Ende mit dem Verbindungsbau
glied (56) gekoppelt ist, um zu verhindern, daß belie
bige verunreinigende Elemente den Betrieb der Vorrichtung
stören.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der das Blockierele
ment (84) eine Beilagscheibe ist, die aus einem ela
stomeren Material hergestellt ist.
7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der
eine Beilagscheibe (60) zwischen dem Flansch (62) und
dem Gehäuse (52) angeordnet ist, um einen Reibungswi
derstand zu liefern, um während dem ersten Zustand mit
der Reaktionsfederkraft zusammenzuwirken, wodurch die
Größe der Reaktionsfederkraft reduziert wird, um eine
Drehbewegung des Gehäuses (52) um das Verbindungsbau
glied (56) zu verhindern.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der
ein Lagerblock (80) aus einem abriebfesten Material auf
der oberen Oberfläche des Trägers (41) befestigt ist,
um die Nase (70) des Feder-Plungerkolbens (66) zu kon
taktieren, und um in dem zweiten Zustand eine Lager
oberfläche zu sein, wenn sich das Gehäuse (52) an dem
Ort (130), an dem die Nase (70) den Lagerblock (80) be
rührt, um das Verbindungsbauglied (56) dreht.
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