DE19616663B4

DE19616663B4 - Meßgerät

Info

Publication number: DE19616663B4
Application number: DE19616663A
Authority: DE
Inventors: Michael Keighley LAYCOCK
Original assignee: Unova UK Ltd
Current assignee: Intermec Europe Ltd
Priority date: 1995-05-06
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2016-04-27
Also published as: IT1287782B1; ES2125164B1; GB2300582B; GB2300582A; FR2733709B1; ES2125164A1; US5761821A; ITGE960037A0; GB9609043D0; DE19616663A1; GB9509294D0; ITGE960037A1; FR2733709A1

Abstract

Meßgerät zur Verwendung bei einer Schleifmaschine zum Bestimmen des Durchmessers eines während eines Schleifvorganges eine Kreisbahn beschreibenden zylindrischen Werkstückes, mit einem hin- und herschiebbaren die Schleifscheibe haltenden Tisch, mit an dem Werkstück an zwei Seiten von diesem anliegenden Meßtastern, mit einer gemeinsamen Horizontalführung und getrennten Vertikalführungen für die einzelnen Meßtaster, dadurch gekennzeichnet, daß
a. die beiden Meßtaster (30,34) unabhängig voneinander an einem Zwischenglied (14) gleitbar gehalten sind,
b. das Zwischenglied (14) auf dem Schleifmaschinentisch (12) gleitbar gehalten ist,
c. ein Antrieb (15) zum Verschieben des Zwischengliedes (14) gegenüber dem Schleifmaschinentisch (12) vorgesehen ist,
d. Antriebe (17,19) zum Verschieben der Meßtaster (30,34) gegenüber dem Zwischenglied (14) vorgesehen sind,
e. zwischen den Meßtastern (30,34) eine Feder (21) eingespannt ist zu deren Anlegen an die beiden Seiten des Werkstückes (40).

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Verwendung bei einer Schleifmaschine zum Bestimmen des Durchmessers eines während eines Schleifvorganges eine Kreisbahn beschreibenden zylindrischen Werkstückes, mit einem hin- und herschiebbaren die Schleifscheibe haltenden Tisch, mit an dem Werkstück an zwei Seiten von diesem anliegenden Meßtastern, mit einer gemeinsamen Horizontalführung und getrennten Vertikalführungen für die einzelnen Meßtaster.

Bekannt ist eine Anordnung zum Vermessen von Kurbelwellenzapfen und dergleichen mit zwei Sensoren, die an einander diametral gegenüber liegenden Stellen des Kurbelwellenzapfens zur Anlage kommen und so montiert sind, daß sie den Kreisbahnen folgen können, die der Zapfen bei Drehung der Kurbelwellenachse um diese beschreibt. Zu diesem Zweck weist eine Halterung eine Schwenkachse auf und die Anlage am Werkstück wird mit einer Feder sichergestellt. Beim Ausrichten der beiden Sensoren mit dem Kurbelwellenzapfen gibt es ein Problem, so daß dieser bei einer Bewegung der Sensoranordnung und eines Trägers nach vorne zum Erzielen einer Anlage von den beiden Sensoren genau umschlossen wird. Zum Erzielen der Anlage müssen auch die beiden Sensoren in einer Richtung nach vorne angetrieben werden.

Bekannt ist weiter ein Meßgerät der eingangs beschriebenen Gattung ( DE 44 12 682 A1 ), bei dem die Verschiebbarkeit der Meßtaster gegeneinander auf die beschriebenen Merkmale begrenzt ist. Dies schränkt die Anwendbarkeit des Meßgerätes ein. Bekannt ist auch eine Vorrichtung zum Messen von rotationssymetrischen Werkstücken während der Bearbeitung ( DE 19 36 864 A ) bei dem zwei Meßtaster formschlüssig geführt und auch auf diese Weise gegenüber dem Werkstück verschoben werden. Damit soll eine Relativbewegung zwischen den Meßtastern bei Anlage an einer Stelle verminderten Durchmessers des Werkstückes vermieden werden. Bei einem weiteren bekannten Meßgerät ( DE 22 11 590 A ) liegen die Meßtaster teilweise durch Einwirkung der Schwerkraft und Verwendung eines Gegengewichtes an dem rotierenden Werkstück an.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Meßgerät so auszubilden, daß die Meßtaster auch bei hoher Drehgeschwindigkeit des eine Kreisbahn beschreibenden Werkstückes ständig an diesem anliegen und damit eine genaue Messung ergeben. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich bei einem Meßgerät der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung dadurch, daß

a. die beiden Meßtaster unabhängig voneinander an einem Zwischenglied gleitbar gehalten sind,
b. das Zwischenglied auf dem Schleifmaschinentisch gleitbar gehalten ist,
c. ein Antrieb zum Verschieben des Zwischengliedes gegenüber dem Schleifmaschinentisch vorgesehen ist,
d. Antriebe zum Verschieben der Meßtaster gegenüber dem Zwischenglied vorgesehen sind,
e. zwischen den Meßtastern eine Feder eingespannt ist zu deren Anlegen an die beiden Seiten des Werkstückes.

Die voneinander unabhängige Halterung der beiden Meßtaster, die gleitbare Halterung des Zwischengliedes, dessen Antriebsmöglichkeit gegenüber dem Schleifmaschinentisch, die Antriebsmöglichkeit der beiden Meßtaster gegenüber dem Zwi schenglied und die Feder, die die beiden Meßtaster elastisch an das Werkstück andrückt, stellen sicher, daß auch bei hohen Geschwindigkeiten und unrunden Werkstücken genau gemessen wird.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zum Lösen der genannten Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß

a. ein erster Meßtaster gegenüber einem Zwischenglied gleitbar gehalten ist,
b. das Zwischenglied auf dem Schleifmaschinentisch gleitbar gehalten ist,
c. ein zweiter Meßtaster auf dem ersten Meßtaster gegenüber diesem gleitbar gehalten ist.

Auch diese Ausführungsform ermöglicht ein einwandfreies Messen auch bei hohen Drehgeschwindigkeiten des Werkstückes.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der beiden Ausführungsformen bilden den Gegenstand von Unteransprüchen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform,
2 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, einer zweiten Ausführungsform, und
3 eine perspektivische Darstellung einer Schleifmaschine zusammen mit. einem Meßgerät der in 2 gezeigten Ausführungsform.
1 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Schleifscheibe 10 von einem Tisch 12 getragen wird, auf dem ein Zwischenglied 14 in Führungen 16 und 18 verschiebbar gehalten wird. Weitere Führungen 22, 24, und 26, 28 sind auf einem hochstehenden Teil 20 des Zwischengliedes 14 vorgesehen. Die ersten Führungen 22 und 24 stützen einen eine Meßspitze 32 aufweisenden Meßtaster 30 verschiebbar ab. Die zweiten Führungen 26 und 28 stützen einen eine Meßspitze 36 aufweisenden Meßtaster 34 verschiebbar ab.
Ein Antrieb 15 verschiebt das Zwischenglied 14 gegenüber dem Tisch 12 und die Antriebe 17 und 19 verschieben die Meßtaster 30 und 34 gegenüber dem hochstehenden Teil 20 des Zwischengliedes 14, falls erforderlich, gegenüber dem anderen.
Ein Meßkopf 38 mißt die Verschiebung des Meßtasters 30 gegenüber dem Meßtaster 34. Dies führt zum Durchmesser des Werkstückes 40, eines Kurbelzapfens, der von der Schleifscheibe 10 geschliffen wird, zwischen den beiden Meßspitzen 32 und 36. Die Hin- und Herbewegung der Schleifscheibe 10 und des Tisches 12 bedeuten, daß sich das Werkstück 40 vertikal gegenüber der Schleifscheibe 10 bewegt, wie dies durch die versetzt zueinander liegenden kreisförmigen Umrisse 42 und 43 angezeigt wird. Sobald sich die Meßspitzen 32 und 36 bewegen und das Werkstück 40 fassen, folgen sie dessen Auf- und Abbewegung gegenüber der Schleifscheibe 10.
Ein für die an dem Werkstück 40 anliegenden Bereiche der Meßspitzen 32 und 36 bevorzugter Werkstoff ist polykristalliner Diamant.
Eine elastische Feder 21 drückt nach dem Ausrücken des Antriebs 17 die Meßspitzen 32 und 36 mit dem Werkstück 40 in Anlage und der Meßtaster 30 ist gegenüber dem Meßtaster 34 frei verschiebbar.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der außen liegende Meßtaster 30 durch einen kürzeren Meßtaster 44 ersetzt, der am inneren Meßtaster 34 in Führungen 46 und 48 verschiebbar gehalten ist. Ein Antrieb 47 bewirkt eine Rela tivverschiebung zwischen den Meßtastern 34 und 44. Auf dem Meßtaster 34 sitzt ein Meßkopf 50 zum Ermitteln der Verschiebung des Meßtasters 44 gegenüber dem Meßtaster 34. Diese Verschiebung ist gleich dem Durchmesser des Werkstückes 40 bei Anlage der Meßspitzen 32 und 36 an diesem. Ein Antrieb 49 stellt die Lage des Meßtasters 34 gegenüber dem hochstehenden Teil 20 des Zwischengliedes 14 und ein Antrieb 51 stellt die Lage des Zwischengliedes 14 gegenüber dem Tisch 12 ein.
Die Meßspitzen 32 und 36 sind mit den Eingang zwischen sich ausbildenden abgeschrägten Ecken ausgebildet zum Erleichtern ihres Lösens vom Werkstück 40, nachdem sie mit diesem allgemein ausgerichtet und seitlich in Richtung auf es verschoben wurden.
Im Betrieb sind die Meßspitzen 32 und 36 soweit verschiebbar, daß die Meßspitze 36 höher als die höchste Stellung und die Meßspitze 32 niedriger als die tiefste Stellung des Werkstückes 40 liegt, so daß ein Verschieben der beiden Meßspitzen 32 und 36 in Richtung auf das Werkstück 40 ein Umschließen von dessen gesamter exzentrischen Verschiebung durch die beiden Meßspitzen zuläßt. Falls eine Meßspitze oder beide Meßspitzen 32 oder/und 36 dann durch den Antrieb 47 aufeinander zubewegt werden, wird das Werkstück 40 wie dargestellt schlußendlich zwischen den beiden Meßspitzen 32 und 36 eingeschlossen und diese und die Meßtaster 34 und 44 bewegen sich gemeinsam mit dem Werkstück 40.
Wie bei der Ausführungsform nach 1 kann eine elastische Feder 53 zum Aufrechterhalten der Anlage zwischen den Meßspitzen 32 und 36 und dem Werkstück 40 verwandt werden und ermöglicht ein freies Verschieben des Meßtasters 44 gegenüber dem Meßtaster 34.
3 zeigt die an einem Gehäuse 54 angebrachte Anordnung aus 2. Das Gehäuse selbst ist an einem Tisch 56 befestigt, an dem eine Schleifscheibe 58 angeordnet ist und sich mit diesem bewegt. Die Schleifscheibe 58 wird von einem Scheibenantrieb 60 angetrieben und die Verschiebung des Tisches 56 in Richtung auf das Werkstück 62 und von diesem weg erfolgt mit einem zweiten Antrieb 64.
Das Werkstück 62 ist eine Kurbelwelle für eine Brennkraftmaschine. An einem Ende ist diese in einen Reitstock 66 eingespannt, der zum Drehen des Werkstückes 62 um dessen zentrale Achse einen dritten Antrieb enthält. Das andere Ende des Werkstückes 62 wird von einer Reitstockanordnung 68 gehalten. Zwecks Aufnahme verschieden langer Werkstücke ist sie entlang einer Führungsbahn 70 verschiebbar.
Die Führungsbahn 70 läßt sich über einen nicht gezeigten vierten Antrieb entlang einer zweiten Führungsbahn 72 verschieben.
Die Maschine kann zum Schleifen von Kurbelzapfen, von denen einer bei 74 dargestellt ist, in bekannter Weise verwendet werden. Hierzu wird die erste Führungsbahn 70 bis zum Ausrichten einer der Kurbelzapfen, wie zum Beispiel des Kurbelzapfens 74, mit der Schleifscheibe 58 nach rechts verschoben. Der Tisch 56 wird dann unter Drehung des Werkstückes 62 durch den zweiten Antrieb 64 vorgeschoben, bis die Schleifscheibe 58 gerade das Werkstück 62 berührt, wenn sich dieses gerade an seiner am weitesten in Richtung auf die Schleifscheibe vorgeschobenen Stellung befindet.
Anschließend ermöglicht ein mit der Drehung des Werkstückes 62 synchronisierter Vorschub und Rückzug des Tisches 56 das Beibehalten der Berührung zwischen dem Kurbelzapfen 74 und der Schleifscheibe 58, während sich der Kurbelzapfen 74 exzentrisch dreht und verschiedene Bereiche von diesem während der Drehung der Kurbelwelle der Schleifscheibe 58 stufenweise angeboten werden. Damit wird der Kurbelzapfen 74 gleichförmig auf Zylinderform geschliffen.
Während der Anfangsverschiebung der Schleifscheibe 58 in Anlage am Kurbelzapfen werden die Meßtaster 34 und 44 in ihrer angehobenen Stellung frei vom Werkstück 62 gehalten. Sobald die Schleifscheibe 58 soweit vorgeschoben ist, daß sie die in 2 gezeigte Arbeitsstellung einnimmt, können die Meßtaster durch den Antrieb 51 vorgeschoben werden bis sie sich weit jenseits des Werkstückes 62 befinden, so daß die Meßspitzen 32 und 36 beim Absenken durch den Antrieb 49 nicht in den Weg der Kurbelabschnitte der sich drehenden Kurbelwelle gelangen.
Der Lauf des Antriebs 47 zum Absenken des Meßtasters 44 und der Meßspitze 32 unter die Meßspitze 36 ermöglicht das Zurückziehen der Anordnung durch Rückbewegen des Antriebes 51 bis sich die Meßspitzen 32 und 36 am oberen und unteren Ende der exzentrischen Bewegung des Kurbelzapfens 74, in 2 der Kurbelzapfen 40, befinden.
Bei Lauf des Antriebes 47 in entgegengesetzter Richtung beginnt sich der Spalt zwischen den Meßspitzen 32 und 36 zu schließen. Durch Freigabe des Antriebes 49, so daß die durch den Antrieb 47 verbundene Anordnung aus Meßtaster 34 und 44 der Auf- und Abbewegung des Kurbelzapfens 74, in 2 Kurbelzapfen 40, folgen kann, wenn die beiden Meßtaster 34 und 44 durch den Antrieb 47 soweit zueinander verschoben wurden, daß die beiden Meßspitzen 32 und 36 sich auseinanderbewegen können und während der Drehung der Kurbelwelle zu jedem Zeitpunkt mit dem Kurbelzapfen 74, in 2 Kurbelzapfen 40, in Berührung bleiben.
Die Trennung zwischen den beiden Meßspitzen 32 und 36 wird nun vom Meßkopf 50 bestimmt, der deshalb den Durchmesser des Kurbelzapfens 74, 40 in 2, anzeigt.
Das Abschalten des Antriebs 47 ermöglicht der Feder 53 die Aufgabe zu übernehmen, die beiden Meßspitzen 32 und 36 bei einem Verschieben der Meßtaster in den Führungen 26 und 28 gegenüber dem hochstehenden Teil 20 des Zwischengliedes 14 mit dem Kurbelzapfen 74, in 2 Kurbelzapfen 40, in Berührung zu halten.
Fortlaufendes Schleifen des Kurbelzapfens setzt dessen Durchmesser herab. Bei Erreichen des Solldurchmessers, wie er durch ein Signal am Meßkopf 50 angezeigt wird, wird der Antrieb 64 zum Lösen der Schleifscheibe 58 vom Werkstück 62 augenblicklich umgeschaltet.
Der Antrieb 47 trennt dann die Meßspitzen 32 und 36 und der Antrieb 51 wird zum Wegschieben des hochstehenden Teils 20 von der Schleifscheibe betätigt, so daß die Meßspitzen 32 und 36 vom Kurbelzapfen 74, in 2 Kurbelzapfen 40, freiwerden und dem Antrieb 49 ermöglichen, die Meßtaster 34 und 44 wieder in ihre angehobene Stellung anzuheben. Die Meßspitzen 32 und 36 liegen dann außerhalb der Bahn des sich drehenden Werkstückes.
Nach einem weiteren Zurückziehen der Schleifscheibe 58 durch die Einwirkung des Antriebes 64 kann die Führungsbahn 70 so eingestellt werden, daß sie den nächsten Kurbelzapfen entlang der Kurbelwelle der Schleifscheibe 58 anbietet. Der Vorgang wiederholt sich unter Schleifen des nächsten Kurbelzapfens auf Maß.
Eine nicht dargestellte Steueranordnung empfängt Signale von auf den Führungsbahnen angeordneten und mit dem Tisch und dem Werkstückantrieb zusammenwirkenden Meßköpfen. Relativlagen der Schleifscheibe, des Scheibenkopfes, des Werkstückes und der Meßtaster und Meßspitzen können bestimmt werden. Zum Betätigen der verschiedenen Antriebe zum Erreichen der oben beschriebenen Bewegungsabläufe werden Steuersignale erzeugt.

Claims

Meßgerät zur Verwendung bei einer Schleifmaschine zum Bestimmen des Durchmessers eines während eines Schleifvorganges eine Kreisbahn beschreibenden zylindrischen Werkstückes, mit einem hin- und herschiebbaren die Schleifscheibe haltenden Tisch, mit an dem Werkstück an zwei Seiten von diesem anliegenden Meßtastern, mit einer gemeinsamen Horizontalführung und getrennten Vertikalführungen für die einzelnen Meßtaster, dadurch gekennzeichnet, daß a. die beiden Meßtaster (30,34) unabhängig voneinander an einem Zwischenglied (14) gleitbar gehalten sind, b. das Zwischenglied (14) auf dem Schleifmaschinentisch (12) gleitbar gehalten ist, c. ein Antrieb (15) zum Verschieben des Zwischengliedes (14) gegenüber dem Schleifmaschinentisch (12) vorgesehen ist, d. Antriebe (17,19) zum Verschieben der Meßtaster (30,34) gegenüber dem Zwischenglied (14) vorgesehen sind, e. zwischen den Meßtastern (30,34) eine Feder (21) eingespannt ist zu deren Anlegen an die beiden Seiten des Werkstückes (40).
Meßgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Meßkopf (38) zum Erzeugen eines Signales in Abhängigkeit der Relativverschiebung zwischen den beiden Meßtastern (30,34).
Meßgerät zur Verwendung bei einer Schleifmaschine zum Bestimmen des Durchmessers eines während eines Schleifvorganges eine Kreisbahn beschreibenden zylindrischen Werkstückes, mit einem hin- und herschiebbaren die Schleifscheibe haltenden Tisch, mit an dem Werkstück an zwei Seiten von diesem anliegenden Meßtastern, mit einer gemeinsamen Horizontalführung und getrennten Vertikalführungen für die einzelnen Meßtaster, dadurch gekennzeichnet, daß a. ein erster Meßtaster (34) gegenüber einem Zwischenglied (20) gleitbar gehalten ist, b. das Zwischenglied (20) auf dem Schleifmaschinentisch (12) gleitbar gehalten ist, c. ein zweiter Meßtaster (44) auf dem ersten Meßtaster (34) gegenüber diesem gleitbar gehalten ist.
Meßgerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Feder (53) zum Anlegen der beiden Meßtaster (34,44) an die beiden Seiten des Werkstückes (40).
Meßgerät nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen ersten Antrieb (51) zum Verschieben des Zwischen gliedes (20) gegenüber dem Schleifmaschinentisch (12), und einen zweiten Antrieb (49) und dritten Antrieb (47) zum Verschieben des einen Meßtasters (34) gegenüber dem Zwischenglied (20) und des zweiten Meßtasters (44) gegenüber dem einen Meßtaster (34).
Meßgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Meßkopf (50) zum Erzeugen eines Signales in Abhängigkeit der Relativverschiebung zwischen den beiden Meßta stern (34,44).
Meßgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßtaster (30,34,44) abgeschrägte Kanten zum Ausbilden eines divergierenden Einlasses zum leichteren Eintritt des Werkstückes (40) zwischen sie aufweisen.
Meßgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (17,19,47,49) für die Meßtaster (34,44) nach dem Verschieben ihrer Meßspitzen (32,36) lösbar ist zum Einnehmen des unteren und oberen Endes der exzentrischen Bewegung des Werkstückes (40) , und eine Feder (21,53) zwischen den beiden Meßspitzen (32,36) eingespannt ist und diese gegen das Werkstück (40) drückt.
Meßgerät nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb (49) zwischen dem einen Meßtaster (34) und dem Zwischenglied (14) nach einem Verschieben der beiden Meßspitzen (32,36) lösbar ist zum Einnehmen des unteren und oberen Endes der exzentrischen Bewegung des Werkstückes (40), worauf der die Relativbewegung zwischen den beiden Meßtastern (34,44) bewirkende dritte Antrieb (47) zum Zusammenziehen der beiden Meßspitzen (32,36) betätigt wird.
Meßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß der dritte Antrieb (47) nach Anlage der beiden Meßspitzen (32,36) am Werkstück (40) lösbar ist und die zwischen den beiden Meßtastern (30,34) eingespannte Feder (53) zum Halten der Meßspitzen (32,36) in Anlage mit dem Werkstück (40) aktiviert wird.