DE19945361C1

DE19945361C1 - Verfahren zum Biegerichten und/oder Bestimmen des Rundlauffehlers eines länglicchen Werkstücks und entsprechende Maschine

Info

Publication number: DE19945361C1
Application number: DE1999145361
Authority: DE
Inventors: Manfred Mitze
Original assignee: MAE Maschinen und Apparatebau Goetzen GmbH
Current assignee: MAE Maschinen und Apparatebau Goetzen GmbH
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2019-09-23

Abstract

Bei einem Verfahren zum Biegerichten und/oder zum Bestimmen des Rundlauffehlers eines länglichen, über einen wesentlichen Teil seiner Länge rotationssymmetrischen Werkstücks (10), insbesondere einer Welle, und einer entsprechenden Maschine wird das zu richtende Werkstück (10) drehbar zwischen Zentrierspitzen (6, 8) eingespannt, die Durchbiegung des Werkstücks (10) unter Drehung desselben nach Betrag und Richtung gemessen und zur Reduzierung der Durchbiegung eine Gegenbiegung bis zur Erzielung geringer bleibender Verformungen vorgenommen. Unter Drehung des tragenden Werkstücks (10) wird der Rundlauffehler (f¶RS1¶, f¶RS2¶) des Bereiches der Zentrierspitzen (6, 8) mitbestimmt und bei der Ermittlung der tatsächlichen Durchbiegung (f¶R¶') des Werkstücks (10) rechnerisch berücksichtigt, um den tatsächlichen Rundlauffehler (f¶R¶') des Werkstücks (10) selbst zu ermitteln.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art und eine Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Rotationssymmetrische Werkstücke wie Getriebewellen, Achsen oder dergleichen insbesondere aus der Kraftfahr zeugindustrie weisen in einer bestimmten Fertigungsphase oftmals Krümmungen auf, die durch Inhomogenitäten des Materials zustandekommen und z. B. nach Wärmebehandlungs operationen zutage treten. Die Krümmungen werden gemessen und, wenn sie über einer zulässigen Toleranz liegen, in Biegerichtverfahren reduziert. Bei dem Biegerichten wird auf das Werkstück eine Biegebeanspruchung ausgeübt, die dem gemessenen Schlag entgegengerichtet ist und in ihrer Stärke so bemessen wird, daß sich soeben bleibende Biege verformungen einstellen, die dem vorher vorhandenen Schlag entgegengesetzt sind und diesen zumindest teilweise auf heben.

Bei der Messung der Krümmung bzw. des durch den dop pelten Betrag der Krümmung gegebenen Rundlauffehlers wer den üblicherweise Zentrierbohrungen an den endseitigen Stirnflächen der Werkstücke als Meßreferenz genutzt. Das Werkstück wird durch in die Zentrierbohrungen eingreifende kegelige Zentrierspitzen gespannt und gedreht. Ein radial am Werkstückumfang angreifender Meßtaster ermittelt den Rundlauffehler nach Lage und Betrag, d. h. also den "Schlag" des Werkstückes. Diesem wird durch einen geeignet bemessenen, mittels eines radial angreifenden Richtstem pels wirkenden Richthub entgegengewirkt, der eine geringe dauernde, dem "Schlag" entgegengerichtete Biegeverformung des Werkstücks herbeiführt, die den "Schlag" aufhebt bzw. jedenfalls vermindert.

Eine bekannte Biegerichtmaschine dieser Art ist in der DE 197 37 231 A1 beschrieben.

Die Zentrierspitzen sind in Wälzlagern gelagert und drehen sich bei der Drehung des Werkstücks mit. Die Dreh achse ist hierbei die Verbindungsachse der Wälzlager, die ihrerseits eine erhebliche Genauigkeit aufweisen und au ßerdem spielfrei justierbar sind.

Eine Toleranz kann sich aber in der Lage der in die Zentrierbohrungen des Werkstücks eingreifenden vorderen Bereiche der Zentrierspitzen gegenüber der genannten Ver bindungsachse ergeben. Die Zentrierspitzen unterliegen zunächst den üblichen Fertigungstoleranzen. Fehler der Anbringung der Zentrierspitzen in den Wälzlagern und vor allem mit der Betriebsdauer zunehmender Verschleiß der Zentrierspitzen (trotz ihrer Herstellung aus Hartmetall) führen dazu, daß die Zentrierspitzen mit ihrem tragenden, d. h. wirksamen scheitelnahen Bereich nicht exakt auf der durch die beiden Lager definierten Verbindungsachse lie gen. Der Scheitel der Zentrierspitzen, d. h. ihre eigentli che Spitze, beschreibt bei der Drehung einen Kreis gerin gen Durchmessers. Die Zentrierspitzen selbst haben also einen Rundlauffehler bezüglich der die Drehachse bildenden Verbindungsachse, der in den gemessenen Rundlauffehler des Werkstücks eingeht.

Mit einer Messung des Rundlauffehlers der Zentrier spitzen durch außerhalb der eigentlichen Spitzen radial an dem kegeligen Außenumfang angreifende radiale Meßtaster ist nicht viel gewonnen, da damit nicht die eigentliche, das Werkstück unter Eingriff in seine stirnseitige Ansen kung führende tragende Bereich erfaßt wird, der durch Ver schleiß merkliche Rundlaufabweichungen gegenüber dem "hin teren" kegeligen Teil der Zentrierspitzen aufweisen kann, die sich bei den heutigen hohen Anforderungen an die Rund laufgenauigkeit schon bemerkbar machen können.

Für Schalt- oder Lenkgetriebe heutiger Kraftfahrzeuge sind beispielsweise maximale Rundlaufabweichungen eines länglichen rotationssymmetrischen Werkstücks von etwa 30 bis 80 cm Länge von etwa 0,02 mm üblich. Der Rundlauffeh ler der Zentrierspitzen erreicht schon im Neuzustand etwa 0,003 mm. Mit zunehmendem Verschleiß der Zentrierspitzen im Spannbereich kann dieser Wert noch erheblich ansteigen.

Zum Ausgleich müßte das Werkstück genauer als eigent lich notwendig gerichtet werden. Dies bedeutet mehr Richt hübe, entsprechend mehr Maschinentaktzeit und vor allem auch eine unnötige Belastung des meist oberflächengehärte ten Werkstücks mit der Gefahr des Ausfalls durch Rißbil dungen während des Richtvorgangs. Dabei ist zu berücksich tigen, daß die Anzahl notwendiger Richthübe überproportio nal zum Kehrwert der Richtgenauigkeit ansteigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erfas sungsgenauigkeit bei einem gattungsgemäßen Verfahren und einer gattungsgemäßen Maschine zu verbessern.

Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Es wird bei der Erfindung die Durchbiegung des Werk stücks frei von eventuellen Rundlauffehlern der Zentrier spitzen in deren tragendem Bereich mit relativ geringem Aufwand bestimmt. Deren Rundlauffehler wird zur Bestimmung des wahren Rundlauffehlers des Werkstücks rechnerisch eli miniert. Das Ergebnis ist der tatsächliche eigene Rund lauffehler des Werkstücks als Fehlervektor (Betrag und Richtung), dem durch einen entsprechenden Richthub gezielt entgegengewirkt werden kann. Auf diese Weise ist eine beachtliche Fehlerquelle in Gestalt des Rundlauffehlers des tragenden Bereichs der Zentrierspitzen in ihrer die Behebung des eigentlichen Rundlauffehlers des Werkstücks erschwerenden Wirkung ausgeschaltet.

Die praktische Ausführung des Verfahrens im Rahmen eines Produktionsablaufs kann in der in Anspruch 2 wie dergegebenen Weise erfolgen, wobei die Bestimmung der Rundlauffehler der tragenden Bereiche der Zentrierspitzen z. B. zu Beginn einer Schicht vorgenommen und der ermittel te Wert bei allen in der Schicht verarbeiteten Werkstücke zugrundegelegt wird, so daß während der Produktion keine Rundlaufbestimmung an den Spitzen mehr erfolgen muß.

Zweckmäßig erfolgt die Bestimmung des Rundlauffehlers der Zentrierspitzen gemäß Anspruch 3 in einem selbstätig gesteuerten Ablauf von Verfahrensschritten, beispielsweise nach Anspruch 4. Das Wesentliche ist hierbei, daß der Rundlauffehler des tragenden Teils der Zentrierspitzen ohne direkten Meßangriff an der eigentlichen Spitze er mittelt werden kann. Eine wirklich repräsentative Bestim mung kann nur bei eingespanntem Werkstück erfolgen. Dabei sind die eigentlichen Spitzen in den Ansenkungen des Werk stücks unzugänglich. Die Bedeutung liegt darin, daß durch die Vorgehensweise nach Anspruch 4 eine indirekte Bestim mung der für die Rundlaufbestimmung des Werkstücks bedeut samen, einer direkten Messung nicht zugänglichen Bereich der Zentrierspitzen möglich ist.

Die Drehung der Zentrierspitzen kann gemäß Anspruch 5 um gleichbleibende Winkelbeträge vorgenommen werden kann, die Teiler von 360° bilden, insbesondere um jeweils 30° (Anspruch 6).

Anhand des rechnerisch ermittelten tatsächlichen Rundlauffehlers des Werkstücks wird nach der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7 selbstätig ein abgestimmter Biegerichtvorgang ausgeführt, so daß das Verfahren einer Automatisierung zugänglich wird.

Der apparative Aspekt der Erfindung ist in den An sprüchen 8 bis 12 wiedergegeben.

In den Ansprüchen 13 und 14 sind die verfahrensmäßi gen bzw. apparativen Merkmale einer anlagenmäßigen Ausge staltung wiedergegeben.

Es wirkt hierbei eine erfindungsgemäße Maschine in ihrer Funktion als Biegerichtmaschine mit einer zweiten erfindungsgemäßen Maschine zusammen, die nur als Meßma schine dient und keine Richtvorrichtung umfaßt. Wenn ein Werkstück den Biegerichtvorgang hinter sich hat, kann es sein, daß dieser aus irgendeinem Grund nicht die gewünsch te Wirkung gebracht hat und der Rundlauffehler des Werk stücks über einer vorgegebenen Toleranzschwelle liegt. Dies wird von der nachgeschalteten Meßmaschine festge stellt. Beispielsweise muß der Verzug nach dem Biegerich ten nochmals kontrolliert werden, wenn das Werkstück nach dem Richtvorgang angelassen wurde. Da in diesem Fall nur relativ wenige Teile zu einer Verformung neigen, kann statt einer aufwendigen Biegerichtmaschine nach dem Anlaß vorgang eine einfachere Meßmaschine eingesetzt werden. Sie entspricht im Bezug auf Meß- und Steuerungstechnik der Richtmaschine, hat aber nur die Toleranzprüfungsfunktion. Es ergibt sich auf diese Weise die Möglichkeit, ungenügen de Werkstücke aus dem automatisierten Produktionsprozeß auszuscheiden. Dies gelingt mit der in Rede stehenden Kombination zweier erfindungsgemäßer Maschinen in unter schiedlicher Funktion. Voraussetzung für die angestrebte Wirksamkeit der Kombination ist allerdings gleiche Lei stungsfähigkeit beider Maschinen, d. h. beide Maschinen müssen erfindungsgemäß die Rundlauffehler des tragenden Bereichs der Zentrierspitzen eliminieren können.

Die Erfindung umfaßt sowohl die unmittelbare Hinter einanderanordnung der Maschinen als auch den Fall, daß zwischen die Maschinen eine oder mehrere andere Behand lungsstationen eingeschaltet sind, z. B. die vorerwähnte Anlaßstation.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer gekrümmten Welle;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Einspannungs- und Meß teils einer herkömmlichen Biegerichtmaschine;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt das herkömmliche Meßprinzip;

Fig. 5 zeigt den gemessenen Ausschlag des Meßtasters, aufgetragen über dem Drehwinkel;

Fig. 6 zeigt eine Fig. 4 entsprechende Ansicht des Meßprinzips;

Fig. 7 erläutert die Ermittlung des tatsächlichen Rundlauffehlers des Werkstücks;

Fig. 8 und 9 geben die Zusammenhänge zwischen den Rundlauffehlern der beiden Zentrierspitzen und des Werk stücks wieder;

Fig. 10 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung;

Fig. 11 zeigt ein Fig. 5 entsprechendes Diagramm der Rundlauffehler des Werkstücks bei verschiedenen Winkel stellungen der jeweiligen Zentrierspitze;

Fig. 12 zeigt schematisch die Kombination einer Bie gericht- und einer Meßmaschine.

In Fig. 1 ist als vereinfachtes Beispiel ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Werkstück in Gestalt einer zylindrischen Welle mit senkrecht zu ihrer Achse A ver laufenden Endflächen 1, 2 wiedergegeben. Das Werkstück 10 ist z. B. von der Wärmebehandlung her verzogen bzw. ge krümmt, so daß die Achse A gekrümmt verläuft und in der Mitte der Länge des Werkstücks 10 ein seitlicher Versatz der Werkstückachse A zu der Verbindungsgeraden B der Durchstoßpunkte der Werkstückachse A durch die Endflächen 1, 2 gegeben ist. Dieser seitliche Versatz sei als Krümmung f_R/2 bezeichnet. Der sogenannte Rundlauffehler f_R ist das Doppelte dieses Betrages.

In Fig. 2 und 3 sind die hier wesentlichen Teile einer herkömmlichen Biegerichtmaschine 100 angedeutet. Sie umfaßt einen Maschinentisch 3, auf welchem eine Schwalben schwanzschiene 4 befestigt ist, die einen ersten Reitstock 5 mit einer Zentrierspitze 6' und einem auf diese wirken den Drehantrieb 7 trägt. Mit axialem Abstand hiervon ist ein zweiter Reitstock 9 mit einer weiteren, entgegenge setzt gerichteten Zentrierspitze 8' vorgesehen. Im Betrieb wird das Werkstück 10 zwischen den Zentrierspitzen 6', 8' eingespannt, wobei diese mit ihrem scheitelnahen Bereich, also ihrer eigentlichen Spitze, in auf der Werkstückachse A liegende Ansenkungen 1', 2' des Werkstücks 10 eingreifen (Fig. 1).

Zwischen den Zentrierspitzen 6', 8' ist ein als Ganzes mit 11 bezeichneter Meßtaster vorgesehen, der einen um eine zur Werkstückachse A parallele Achse 13 schwenkbaren doppelarmigen Tasthebel 12 umfaßt, der in der besonders aus Fig. 3 ersichtlichen Weise mit einem Hebelarm von unten an dem Werkstück 10 angreift, während der andere Hebelarm auf einen Längenmeßwandler 14 einwirkt, dessen Signal über eine Leitung 15 fortgeleitet wird. Der Tast hebel 12 greift etwa in der Mitte der Länge des Werkstücks 10 radial an diesem an.

Wenn das Werkstück 10 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise gekrümmt ist, so ergibt sich bei einer ganzen Dre hung um die Zentrierspitzen 6', 8' winkelabhängig eine Sinuskurve K', die in Fig. 5 aufgetragen ist. Bei der Drehung ergibt sich eine Differenz zwischen den maximalen Ausschlägen nach beiden Seiten, die den Rundlauffehler f_R darstellt.

Voraussetzung dafür, daß sich bei der Messung nach Fig. 4 ein Ergebnis einstellt, das den tatsächlichen Rund lauffehler des Werkstücks 10' wiedergibt, ist, daß die tragenden scheitelnahen Teile der Zentrierspitzen 6', 8' genau zentrisch zu den Drehachsen der beiden Zentrierspit zen 6', 8' umlaufen. Genau dies ist aber in der Praxis nicht der Fall. Die Zentrierspitzen haben an ihren eigent lichen Spitzen, also in dem tragenden Bereich, selbst einen Rundlauffehler, der den Ausschlag des Meßtasters 11 beeinflußt und somit eine fehlerbehaftete Kurve K' ver ursacht.

Es versteht sich, daß die in den Fig. 1 und 4 sowie in den nachfolgenden Fig. 6 und 10 wiedergegebene Krümmung des Werkstücks 10 stark übertrieben dargestellt ist. In der Praxis handelt es sich um Rundlauffehler von einigen Zehnteln Millimetern, die auf einen zulässigen Betrag f_R (Fig. 5) von weniger als 0,02 mm zu reduzieren sind.

In Fig. 6 sind die tatsächlichen Verhältnisse schema tisch angedeutet. Das Werkstück 10 ist zwischen zwei Zen trierspitzen 6, 8 eingespannt. Die Werkstückachse A ist gekrümmt. B ist die Verbindungsgerade zwischen den beiden scheitelnahen Bereichen der Zentrierspitzen 6, 8. Auf der linken Seite der Fig. 6 ist dargestellt, daß die dortige Zentrierspitze 6 selbst einen Rundlauffehler aufweist, der dadurch gegeben ist, daß der scheitelnahe Bereich der Zentrierspitze 6 gegenüber deren Drehachse A₆ radial ver setzt ist, und zwar um den Betrag f_RS1/2, der dem halben Rundlauffehler des tragenden scheitelnahen Bereichs der Zentrierspitze 6 entspricht.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 6 ein solcher Rundlauffehler nur bei der Zentrierspitze 6 an genommen, während bei der rechten Zentrierspitze 8 der scheitelnahe Bereich tatsächlich auf deren Drehachse A₈ liegt.

Es wird davon ausgegangen, daß die Dreh- bzw. Lager achsen A₆ und A₈ der beiden Zentrierspitzen 6, 8 ausreichend präzise sind und miteinander fluchten, d. h. eine durch gehende Verbindungsachse C bilden.

Durch den Rundlauffehler f_RS1 der Zentrierspitze 6 bleibt das in Fig. 6 linke Ende des Werkstücks 10 bei der Drehung nicht in Ruhe, sondern bewegt sich auf einem Kreis. Dadurch wird auch der mittlere Bereich des Werk stücks 10 auf einem Kreis bewegt, und es geht diese Bewe gung in das Signal des etwa in der Mitte der Länge des Werkstücks 10 angreifenden Meßtasters T ein, der dem Meß taster 11 der Fig. 1 bis 5 entspricht. Das Signal des Meßtasters T muß also von dem Fehler durch den Rundlauf fehler der Zentrierspitze 6 bereinigt werden, wenn es den tatsächlichen Rundlauffehler des Werkstücks 10 selbst wiedergeben soll.

Wie dies geschieht, ist in Fig. 7 angedeutet. Fig. 7 entspricht nicht Fig. 6, insofern auch auf der rechten Seite, also an der Zentrierspitze 8, ein Rundlauffehler f_RS2 unterstellt ist. Die Darstellung ist überdies insofern vereinfacht, als davon ausgegangen wird, daß die Rundlauf fehler der beiden Zentrierspitzen 6, 8 und der von dem Meßtaster T gemessene Rundlauffehler in ein und derselben durch die Achse C gehenden Ebene liegen, was natürlich in der Praxis im allgemeinen nicht der Fall sein wird.

Bei der Drehung des Werkstücks 10 wird also an der Zentrierspitze 6 der Rundlauffehler f_RS1 und an der Zen trierspitze 8 der Rundlauffehler f_RS2 ermittelt. Die Ver bindungsgerade 16 der beiden Spitzen der Vektoren f_RS1 und f_RS2 wird von dem Vektor f_R geschnitten, der dem von dem Meßtaster T bestimmten Rundlauffehler entspricht. Der über die Bezugsgerade 16 hinausreichende Teil f_R' des von dem Meßtaster T gemessenen Rundlauffehlers f_R stellt den von dem Rundlauffehler f_R' der Zentrierspitzen 6, 8 bereinigten tatsächlichen Rundlauffehler des Werkstücks 10 dar.

In den Fig. 8 und 9 ist der Zusammenhang zwischen den Rundlauffehlern der Zentrierspitzen 6, 8 und dem an dem Meßtaster T bestimmten Rundlauffehler wiedergegeben, wie er sich rein geometrisch aus Fig. 7 ableiten läßt.

In Fig. 10 sind die hier wesentlichen Teile einer Biegerichtmaschine 100' wiedergegeben, die den entspre chenden Teilen der in Fig. 2 dargestellten Biegerichtma schine 100 entsprechen, mit der Ausnahme, daß auch die Zentrierspitze 8 einen eigenen Drehantrieb 17 aufweist. Es können also beide Zentrierspitzen 6, 8 gedreht werden, und es kann das Werkstück 10 entspannt und auf den Richtambos sen 19, 19 abgelegt werden, so daß es trotz der Drehung der einen oder anderen Zentrierspitze 6, 8 stehen bleibt.

Es ist in Fig. 10 nur die Meßanordnung dargestellt. Der Richtstempel ist durch den Pfeil 18 nur angedeutet, ebenso wie zwei an den Enden des Werkstücks 10 von der entgegengesetzten Seite her angreifende Richtambosse 19, 19.

Mit der Biegerichtmaschine 100 nach Fig. 10 werden nun folgende Meßprogramme durchgeführt:

Zunächst soll der Rundlauffehler f_RS1 der linken Zen trierspitze 6 bestimmt werden. Dazu ist folgendes Verfah ren vorgesehen:

- Ein Werkstück 10 wird gespannt.
- Es erfolgt eine 360°-Drehung des Werkstücks 10 mit Erfassung und Speicherung des am Meßtaster T erfaßten Werkstückrundlauffehlers f_R.
- Das Werkstück 10 wird entspannt, die linke Zen trierspitze 6 wird leer um einen Winkel von z. B. 30° weitergedreht, während die rechte Zentrier spitze 8 und das Werkstück 10 stehen bleiben.
- Das Werkzeug 10 wird erneut gespannt.
- Es erfolgt eine 360°-Drehung des Werkstücks 10 mit Erfassung und Speicherung des Werkstückrund laufs f_R.
- Das Werkstück 10 wird entspannt, die linke Zen trierspitze 6 wird leer um einen Winkel von 30° weitergedreht, während die rechte Zentrierspitze 8 und das Werkstück 10 stehen bleiben.
- Wiederholung der Rundlaufmessungen, bis die lin ke Zentrierspitze 6 wieder dieselbe Startposi tion wie bei der ersten Messung erreicht.

Bei Winkelschritten von 30° ist dies nach zwölf Mes sungen der Fall. Die Unterteilung eines gesamten Umlaufs in zwölf Winkelschritte ist nur beispielhaft. Es sollten lediglich die Winkelschritte Teiler von 360° sein, damit die Startposition wieder erreicht werden kann.

Nach Ablauf dieses Meßprogramms liegen zwölf f_R-Meß werte vor, die in Abhängigkeit von dem zugehörigen Dreh winkel den in Fig. 11 wiedergegebenen sinusförmigen Kur venzug ergeben, bei dem Δf_R die Differenz der Maximalwerte ist.

Da der Rundlauffehler f_R' des Werkstücks 10 und der Rundlauffehler f_RS2 der rechten Spitze während der Meßope rationen konstant bleiben, ist der Rundlauffehler f_RS1 die einzige Ursache für die Differenzen der Meßwerte. Hätte die linke Zentrierspitze 6 keinen Rundlauffehler, müßten die erhaltenen f_R-Werte identisch sein und auf einer Gera den liegen. In der Praxis wird dies nicht vorkommen. Die Verbindungslinie der aufgetragenen f_R-Werte bildet vielmehr eine Sinuskurve entsprechend Fig. 11, deren Amplitude Δf_R direkt vom Rundlauffehler des Scheitels der Zentrierspitze 6 abhängt. Da der Taster T nicht an diesem Scheitel an greift, läßt sich der Rundlauffehler f_RS1 der linken Zen trierspitze 6 nicht direkt aus der Sinuskurve S ablesen, sondern bestimmt sich den geometrischen Verhältnissen entsprechend aus der Gleichung in Fig. 8.

Damit ist der Rundlauffehler f_RS1 der linken Zentrier spitze 6 nach Betrag und Richtung bestimmt.

Bei der Ermittlung des Rundlauffehlers f_RS2 der rech ten Zentrierspitze 8 wird grundsätzlich in der gleichen Weise vorgegangen. Die rechte Zentrierspitze wird direkt im Anschluß an die linke mit demselben Werkstück 10 ver messen:

- Das Werkstück 10 wird gespannt
- Es erfolgt eine 360°-Drehung des Werkstücks 10 mit Erfassung und Speicherung des Werkstückrund laufs f_R
- Das Werkstück 10 wird entspannt, die rechte Zen trierspitze 8 wird leer um einen Winkel von 30° weitergedreht, während die linke Zentrierspitze 6 und das Werkstück 10 stehen bleiben
- Das Werkstück 10 wird erneut gespannt
- Es erfolgt eine 360°-Drehung des Werkstücks 10 mit Erfassung und Speicherung des Werkstückrund laufs f_R
- Das Werkstück 10 wird entspannt, die rechte Zen trierspitze 8 wird leer um einen Winkel von 30° weitergedreht, während die linke Zentrierspitze 6 und das Werkstück stehen bleiben
- Wiederholung der Rundlaufmessungen, bis die rechte Zentrierspitze 8 wieder dieselbe Startpo sition wie bei der ersten Messung erreicht.

Nach Abschluß des Meßverfahrens liegen zwölf f_R-Meß werte vor. Analog zur linken Zentrierspitze 6 kann daraus der Rundlauffehler f_RS2 der rechten Zentrierspitze 8 nach Betrag und Richtung mit der Gleichung in Fig. 9 bestimmt werden.

Wesentlich ist, daß der Rundlauffehler des tragenden Bereichs der Zentrierspitzen indirekt, d. h. ohne direkten Angriff an diesem in der jeweiligen Ansenkung 1' bzw. 2' verborgenen Bereich mit einem beliebigen Werkstück 10 ermittelt werden kann.

Nach Erfassung der Rundlauffehler f_RS2 und f_RS1 für die beiden Zentrierspitzen 6, 8 nach Betrag und Richtung ist eine Kompensation dieser Fehler in der laufenden Fertigung möglich.

Die jeweiligen Winkelpositionen der Zentrierspitzen 6 bis 8 sind durch an den Drehantrieben 7, 17 installierte Winkelgeber der Steuerung jederzeit bekannt. Die einmal ermittelten Rundlauffehler können also bei weiteren Werk stücken gewissermaßen weiterverwertet werden. Die Erfas sung der Rundlauffehler f_RS1 und f_RS2 muß daher nur in größe ren Zeitabständen (z. B. einmal pro Tag, etwa bei Schicht beginn) erfolgen, um zunehmenden Verschleiß zu erkennen. Der dazu notwendige Zeitaufwand ist also vernachlässigbar.

Ähnlich wie in dem in Fig. 7 veranschaulichten Ver fahren werden die am Meßtaster T gemessenen Rundlauffehler f_R und die beiden Rundlauffehler f_RS1 und f_RS2 der Zentrier spitzen nach Betrag und Richtung aufgetragen. Es wird eine Bezugsgerade 16 gebildet, die als Verbindung der Vektorp feilspitzen der beiden Vektoren der Rundlauffehler der Zentrierspitzen 6, 8 definiert ist. Der wirkliche um den Rundlauffehler der Zentrierspitzen 6, 8 korrigierte Rund lauffehler f_R' am Meßtaster T kann vektoriell aus der Ver bindung der Pfeilspitze von f_R mit der Bezugsgeraden 16 be stimmt werden.

Die Drehung der Zentrierspitzen um die 30°-Schnitte und die Drehung des Werkstücks 10 werden mit einer geeig neten Steuereinrichtung vorgenommen. Für die Berechnung des tatsächlichen Rundlauffehlers f_R' des Werkstücks 10 ist ein Rechner vorgesehen, der auch auf eine Steuerung des Richtstempels 18 derart einwirken kann, daß dieser eine dem tatsächlichen Rundlauffehler f_R' entgegengesetzte Gegenbiegung erzeugt.

In Fig. 12 ist eine als Ganzes mit 200 bezeichnete Einrichtung als Teil einer automatisierten Produktions anlage angedeutet, bei der eine erfindungsgemäße Biege richtmaschine 100' nach Fig. 10 mit einer erfindungsgemä ßen Meßmaschine 100" kombiniert ist, die der Biegericht maschine 100' in ihrer Meßeinrichtung entspricht, aber keine Richteinrichtung mit Richtstempel 18 aufweist. Die in der Biegerichtmaschine 100' gerichteten Werkstücke 10 werden durch eine Fördereinrichtung 20 in die Meßmaschine 100" überführt und dort auf ihren Rundlauffehler kontrol liert. Überschreitet der Rundlauffehler einen vorgegebenen Toleranzwert, so wird er durch eine punktiert angedeutete Einrichtung 30 ausgesondert, andernfalls durch die strich punktiert angedeutete Einrichtung 40 in den Produktions ablauf weitergefördert.

Claims

1. Verfahren zum Biegerichten und/oder Bestimmen des Rund lauffehlers eines länglichen, über einen wesentlichen Teil seiner Länge rota tionssymmetrischen Werkstücks (10), insbesondere einer Welle, bei wel chem das zu richtende Werkstück (10) drehbar zwischen Zentrierspitzen (6, 8) eingespannt, die Durchbiegung des Werkstücks (10) unter Drehung des selben nach Betrag und Richtung gemessen und gegebenenfalls zur Redu zierung der Durchbiegung eine Gegenbiegung bis zur Erzielung geringer bleibender Verformungen vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundlauffehler (f_RS1, f_RS2) der Zentrierspitzen (6, 8) in deren tragenden Bereich bestimmt und bei der Ermittlung der tatsächlichen Durchbiegung (f_R') des Werkstücks (10) rechnerisch berücksichtigt wird, um den Rundlauffehler (f_R') des Werkstücks (10) selbst zu ermitteln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundlauffehler (f_RS1, f_RS2) der Zentrierspitzen (6, 8) in deren tragenden Bereich in zeitlichen Abständen be stimmt wird, daß zwischen den Bestimmungen jeweils eine größere Anzahl von Werkstücken (10) produktionsmäßig ver messen wird und daß bei der Bestimmung des Rundlauffehlers aller dieser Werkstücke (10) der zuletzt bestimmte Rund lauffehler (f_RS1, f_RS2) des tragenden Bereichs der Zentrier spitzen (6, 8) rechnerisch berücksichtigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bestimmung des Rundlauffehlers (f_RS1, f_RS2) der Zentrierspitzen (6, 8) in einem selbstätig gesteuerten Ablauf von Verfahrensschritten erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Das Werkstück (10) wird eingespannt und um 360° um die fluchtenden Achsen (A₆, A₈) der Lager der Zentrierspit zen (6, 8) gedreht und mittels eines im mittleren Bereich des Werkstücks (10) radial angreifenden Meßtasters (T) der dortige Werkstückrundlauffehler (f_R) winkelabhängig erfaßt;
b) Das Werkstück (10) wird entspannt und eine Zen trierspitze (6, 8) bei stehenbleibendem Werkstück (10) und stehenbleibender anderer Zentrierspitze (8, 6) um einen einen Bruchteil einer ganzen Umdrehung bildenden Winkel weitergedreht;
c) Das Werkstück (10) wird erneut gespannt und um 360° um die Achse (A₆, A₈) gedreht, um mittels des Meßta sters (T) erneut den Werkstückrundlauffehler (f_R) zu erfas sen;
d) Das Werkstück (10) wird entspannt und die eine Zentrierspitze (6, 8) bei stehenbleibendem Werkstück (10) und stehenbleibender anderer Zentrierspitze (8, 6) um einen weiteren einen Bruchteil einer ganzen Umdrehung bildenden Winkel weitergedreht;
e) Die Schritte a) bis d) werden wiederholt, bis die eine Zentrierspitze (6, 8) wieder in ihrer Ausgangs-Dreh stellung angekommen ist;
f) Die Schritte a) bis e) werden mit der anderen Zentrierspitze (8, 6) ebenfalls durchgeführt;
g) Aus den Meßwerten wird der tatsächliche Rundlauf fehler (f_R') des Werkstücks (10) nach Betrag und Richtung rechnerisch bestimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierspitzen (6, 8) jeweils um gleichbleibende Winkelbeträge weitergedreht werden, die einen Teiler von 360° bilden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierspitzen (6, 8) jeweils um 30° weitergedreht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß anhand des ermittelten tatsäch lichen Rundlauffehlers (f_R') des Werkstücks (10) selbstätig ein abgestimmter Biegerichtvorgang ausgeführt wird.

8. Maschine (100', 100") zum Biegerichten und/oder Bestim men des Rundlauffehlers eines länglichen, über mindestens einen wesentlichen Teil seiner Länge rotationssymmetri schen Werkstücks (10)
mit einem Maschinentisch (3),
mit zwei auf dem Maschinentisch (3) angeordneten
Zentrierspitzen (6, 8) zum Einspannen des Werkstücks (10) unter axialem Eingriff in an den Werkstückenden (1, 2) vorgesehene Zentrieransenkungen (1', 2') des Werkstücks (10),
mit einem Drehantrieb (7) für eine (6) der Zentrier spitzen (6, 8), mittels dessen das Werkstück (10) in eine Drehung um mindestens 360° um eine durch die Drehachsen (A₆, A₈) der Zentrierspitzen (6, 8) gegebene Achse (C) ver setzbar ist,
mit einer Meßeinrichtung für die jeweils vorhandene Drehposition des Werkstücks (10),
mit einem auf dem Maschinentisch (3) angeordneten, radial an einem rotationssymmetrischen Abschnitt des Werk stücks (10) angreifenden Meßtaster (T) zur Bestimmung des Rundlauffehlers (f_R) des Werkstücks (10), dadurch gekennzeichnet, daß beide Zentrierspitzen (6, 8) einen Drehantrieb (7, 17) aufweisen und ihnen eine Steuereinrichtung zugeord net ist, mittels derer die Drehung der Zentrierspitzen (6, 8) und die Drehung des Werkstücks (10) unabhängig von einander um bestimmte Winkel bewirkbar ist.

9. Maschine (100', 100") nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein Rechner zugeordnet ist, mit tels dessen aus den bei verschiedenen Drehpositionen der Zentrierspitzen (6, 8) gemessenen Rundlauffehlern (f_R) des Werkstücks (10) der Rundlauffehler (f_RS1, f_RS2) der Zentrier spitzen (6, 8) bestimmt ist.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein Rechner zugeordnet ist, mittels dessen aus dem von dem Meßtaster (T) gemessenen Rundlauffehler (f_R) des Werkstücks unter Berücksichtigung des vorher bestimmten Rundlauffehlers (f_RS1, f_RS2) der Zentrierspitzen (6, 8) und der Winkelpositionen der Zentrierspitzen (6, 8) der tatsächli che Rundlauffehler (f_R') des Werkstücks (10) errechenbar ist.

11. Maschine (100') zum Biegerichten nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ihr eine Einrichtung zum Biegerichten mittels eines Richtstempels (18) zugeordnet ist.

12. Maschine (100') nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß ihr eine Steuerung des Richtstempels (18) zugeordnet ist, mittels derer ein auf den errechneten tatsächlichen Rundlauffehler (f_R') des Werkstücks (10) abgestimmter Biegerichtvorgang ausführbar ist.

13. Verfahren zum produktionsmäßigen Bereitstellen einer größeren Anzahl von mit einer vorgegebenen Toleranz biegegerichteten, länglichen, über einen wesentlichen Teil ihrer Länge rotationssymmetrischen Werkstücken (10), da durch gekennzeichnet, daß jedes Werkstück (10) nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 7 biegegerichtet wird und sodann nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 der tat sächliche Rundlauffehler (f_R') bestimmt wird und das Werk stück bei nach dem Biegerichten noch gemessener vorhande ner Überschreitung der Toleranz des tatsächlichen Rund lauffehlers (f_R') aus dem Produktionsfluß ausgesondert wird.

14. Anlage zum produktionsmäßigen Bereitstellen einer großen Anzahl von mit einer vorgegebenen Toleranz biegege richteten, länglichen, über einen wesentlichen Teil ihrer Länge rotationssymmetrischen Werkstücken (10), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Maschine (100') zum Biege richten nach den Ansprüchen 8 bis 12 und zusätzlich eine Maschine (100") zum Bestimmen des tatsächlichen Rundlauf fehlers (f_R') der Werkstücke nach den Ansprüchen 8 bis 10 umfaßt und eine Fördereinrichtung (20), mittels derer ein Werkstück (10) nach dem Biegerichten der Maschine (100") zum Bestimmen des tatsächlichen Rundlauffehlers zuführbar ist, sowie eine Einrichtung (30) vorgesehen sind, mittels derer das Werkstück (10), wenn sein tatsächlicher Rund lauffehler (f_R') bei der Bestimmung in der Maschine (100") eine vorgegebene Toleranz überschreitet, aus dem Produk tionsfluß aussonderbar ist.