DE2017304A1

DE2017304A1 - Zentnergerat

Info

Publication number: DE2017304A1
Application number: DE19702017304
Authority: DE
Inventors: Johann 8025 Unterhaching M Muller
Original assignee: Friedrich Deckel AG
Current assignee: Friedrich Deckel AG
Priority date: 1969-04-21
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1971-02-25
Also published as: CH516372A; FR2043029A5; GB1311922A; DE2017304B2

Description

Friedrich Deckel ' 25. 2. 1970

Präzisions Mechanik & Ilaschinenbau ' · ■ .265/WaVKaZSS^ Ausl,

Zentriergerdjt - · -

Die Erfindung'betrifft ein Zentriergerät, das in die Spindel· einer Werkzeugmaschine einsetzbar ist und einen schwenkbaren Tasthebel und eine Meßuhr aufweist, deren axial verschiebbarer, zentrisch angeordneter Fühler über eine Übertragungseinrichtung mit dem Tasthebel verbunden ist, um dessen Winkelausschläge als axiale Verschiebungen auf den Meßuhrfühler zu übertragen. Wendet man ein solches Zentriergerät an Maschinen mit horizontaler Spindel an, so wirkt sich das Eigengewicht der Geräteteile, die frei aus der Spindel vorstehen, als Fehlerquelle aus. Die Durchbiegung dieser Teile hat zur Folge, daß di'e Rotationsachse des Tasthebels gegenüber der Spindelachse nach unten versetzt ist. Dieser Zentrierfehler wird umso größer, je.länger die Geräteteile aus der Spindel vorstehen. Gerade bei Horizontal-Bohrwerken werden aber lange Geräte, mit welchen eine im Innern des Werkstückes liegende Bohrung zur Spindel zentriert werden soll, besonders oft gebraucht. Bei Zentriergeräten für horizontale Werkzeugmaschinenspindeln müssen daher besondere Maßnahmen getroffen werden, um sie in gleicher Weise wie an vertikalen Spindeln gebrauchen zu können und die genannten Fehler einzuschränken oder zu vermeiden.

Eine dieser Maßnahmen besteht darin, das Gerät gerade so lang wie nötig zu bemessen. Demgemäß sind erfindungsgemäß der Tasthebel und die Übertragungseinrichtung in einem Lagerkörper angeordnet, der mit dem Halter der Meßuhr wahlweise unmittelbar oder unter Einschaltung eines Verlängerungsstückes, das eine axial verschiebbare Schubstange zur Verbindung der Übertragungseinrichtung mit , dem Meßuhrfühler enthält, verbindbar ist. Es können dann Verlängerungsstücke unterschiedlicher Länge je nach der speziellen Meßaufgabe verwendet werden; häufig v/ird das Gerät auch ohne

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Verlängerung anwendbar sein. In allen.Fällen bleibt die Meßuhr unverändert an ihrem Platz dicht an der Spindel und ist deshalb, auch wenn in tiefen Bohrungen gemessen wird, gut ablesbar. Dabei ist es wichtig, daß die übertragungseinrichtung, welche die Winkelausschläge des Tasthebels -in auf den Meßuhrfühler zu übertragende Axialbewegungen umwandelt und dabei vergrößert, beim Einsetzen des Verlängerungsstückes zusammen mit dem Tasthebel an das Ende des Verlängerungsstückes gesetzt wird. Andernfalls würden z. B. thermische Längenänderungen der Schubstange durch die Übertragungseinrichtung vergrößert in das Meßergebnis gelangen.

Eine v/eitere Maßnahme zu dem vorerwähnten Zweck ist, daß das Verlängerungsstück so stabil und so leicht wie möglieh ausgeführt ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht deshalb das Verlängerungsstück aus einem Rohr, dessen Durchmesser annähernd gleich ist dem des Lagerkörpers und das beiderseits mit einem Flansch zur Befestigung am Halter der Meßuhr bzw. zur Aufnahme des Lagerkörpers versehen ist, wobei die Schubstange die Flanschböden durchdringt und mittels an ihren Enden aufgesetzter Büchsen mit vorstehendem Rand in ihrer axialen Verschiebung begrenzt ist.

Um auch die Übertragungseinrichtung, die von dem Verlängerungsstück getragen wird, möglichst leicht zu gestalten, besteht sie in an sich bekannter Weise aus mehreren, in Reihe geschalteten, im wesentlichen parallelen einarmigen Hebeln, deren erster Hebel am Tasthebel befestigt und an seinem freien Ende mit dem folgenden Hebel verbunden ist, und am freien Ende des letzten Hebels ist eine Aufnahme für den Fühler der Meßuhr vorgesehen.

Alle diese Bemühungen, die Durchbiegung des horizontalen Gerätes * zu verringern, sind aber nur dann von wirklichem Nutzen,·wenn die Bewegungsübertragung vom Tasthebel zum Meßuhrfühler so. sorg-

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faltig gestaltet: wird, daß auch die geringsten Bewerbungen des Tasthebels spielfrei übertragen werden-. Dies wird hervorragend erreicht,/gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Verbindung zwischen den ÜbersetzungshebeIn aus je einer Blattfeder besteht, Vielehe sich in wesentlichen tangential zur Hebelbewegung erstreckend und radial dazu federnd an einem Hebel befestigt ist und mit ihrem freien Ende in eine Rille des benachbarten Hebels eingreift. Dann erfolgt die Bewegungsübertragung zwischen den Hebeln allein durch Abrollen ohne jede Gleitreibung. Zweckmäßig sind der Rillengrund und die auf ihm aufsitzende Kante der Blattfeder in gleicher Richtung gekrümmt ausgebildet, wobei die innere i Krümmung den kleineren Krümmungsradius hat. Dann ergibt sich eine Berührung.zwischen Feder und Rille längs einer in Richtung der' Blattfeder-Dicke liegenden Linie, Eine weitere Verbesserung wird ' dadurch erreicht, daß die Breite der Blattfeder zum freien Ende hin abnimmt, wodurch die Durchfederung zum größten Teil an das Federende verlegt und das Abrollen begünstigt wird.

Mit gleicher Sorgfalt ist auch die Verbindung zwischen dem letzten Hebel und dem Fühler der Meßuhr auszubilden. Dies geschieht durch ein zwischen den geradlinig geführten Fühler der Meßuhr und das freie Ende des letzten Hebels eingefügtes Zwischenstück, das als beidseitig kugeliger Stift ausgebildet ist, der mit seinen Enden auf dem Grund von Pfannen am Fühler bzw. am letzten Hebel auf- " sitzt. Auch hier tritt bei der Bewegungsübertragung nur ein Abrollen ohne jede Gleitreibung auf. Dieses mehrfach erwähnte, reine Abrollen in den Verbindungen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen, um den bei der Bewegungsumkehr auftretenden Hysterese-Fehler zu vermeiden oder zu verringern, der besonders bei einem Zentriergerät entscheidend für die Anzeigegenauigkeit ist.

Bei einer anderen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht auch" die in dem Verlängerungsstück verschiebbare Schubstange aus einem Rohr, das oben und unten durch Stopfen - verschlossen ist, wobei an dem oberen Stopfen eine konische

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Zentrierbohrung und an dem unteren Stopfen' sowie an der Unterseite des Zwischenstückes ein konischer Zentrierstift mit ebener Stirnfläche vorgesehen sind. Ferner sind in die Aufnahmen am Heßuhrfühler und am freien Ende des letzten Hebels Kuqeln einge-

* ist preßt s4?h1 und an der Oberseite des Zwishhenstückesi ein zylindrischer Stift mit ebener Stirnfläche vorgesehen -ärst. Dadurch wird auch an diesen Stellen - zumindest für die besonders wichtigten kleinen Meßbewegungen - ein Abrollen erreicht.

an
Zweckmäßig ist /Üem stiftförmigen Zwischenstück., welches beim Abschrauben des Lagerkörpers am Träger der Meßuhr verbleibt, eine Scheibe angebracht, welche durch einen nach' innen vorspringenden Rand des den Meßuhrfühler tragenden Gehäuses umfaßt ist und sich bei entlasteter Meßuhr abdichtend und das Zwischenstück zentrierend auf ihn auflegt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Zentriergerät in Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Lagergehäuse 32 nach Linie III-III der Fig. 2,

Fig. U eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 1 bei abgenommener Tasthebelspitze,

Fig. 5 eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. '6 das Gerät der Fig. 1 mit eingefügtem Ver- . · längerungsstück in Seitenansicht, teilweise geschnitten,.

Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Gerätes nach Fig. 6,

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Fig. 8 und 9 Einzelheiten des Gerätes nach Fig. 7 in vergrößertem Haßstab,

In einem Glaszylinder 10, der einen oberen Deckel 12 und einen unteren Flansch 14 aufweist, ist zentrisch eine Meßuhr 16 angeordnet. Der obere Deckel 12 besitzt einen Ansatz 18, mit dem er in einem (nicht dargestellten) Aufnahmeschaft befestigt werdenkann, der seinerseits in die Spindel einer Werkzeugmaschine einsetzbar ist. Die Meßuhr 16 ist mittels eines Kugellagers 20 in einem Deckel 22 gelagert, der mit dem unteren Flansch 14 verschraubt ist. Bei Drehung der Uerkzeugspindel und des Glaszylinders 10 wird die Meßuhr durch - bekannte und daher nicht dargestellte- stationär außerhalb des Zylinders befindliche magnetische Mittel festgehalten, so daß sie an der Drehung der Uerkzeugspindel nicht teilnimmt; sie kann also während der Spindeldrehung ständig beobachtet und abgelesen werden.

In den Fühler 24 der Meßuhr 16 (Fig. 5) ist eine Büchse 26 mit einer Längsbohrung eingeschraubt. Auf dem Grunde der Bohrung sitzt ein beidseitig kugelig ausgebildeter Stift 28 auf, der eine Scheibe 30 trägt. Diese legt sich gegen einen nach innen vorspringenden Rand des Deckels 22, so.daß der Stift 28 nicht herausfallen kann·. . .

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An dem Deckel"22 ist ein Lagergehäuse 32 lösbar befestigt, in dem ein Tasthebel 34 und zwei Hebel 36 und 38 gelagert sind. Auf dem Tasthebel 34 ist auswechselbar eine Tasthebelspitze 40 befestigt. Zur Lagerung des Tasthebels-34 sind,;wie Fig. 3 zeigt, in das Lagergehäuse 32 zwei Büchsen 42 eingesetzt, welche zwei in die Achse des Tasthebels 34 eingesetzte Lagerzapfen 44 aufnehmen.

Auf der Achse des Tasthebels 34 ist der Hebel 36 mittels Schrauben.. 46 festgeklemmt, so daß der Tasthebel gegenüber dem Hebel 3 6 ver- ' dreht werden kann. Die Klemmung ist so fest, daß die Hebel während der Messung sich nicht gegeneinander verdrehen. Mit seinem rechten Ende liegt der Hebel 36 auf den Lagergehäuse 32 auf und wird bei

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der Messung abgehoben. An dieser Stelle ist. er· durch eine Zusatzfeder 48 belastet, die durch Drehen eines hit einen "ocken 50 versehenen Stiftes 52 abgehoben werden kann. Die Zusatzfeder 4 8 dient zur Verstärkung der in der Heßuhr 16 eingebauten Feder und ist für die Falle bestimmt, in denen eine besonders lan^e und entsprechend schwere Tasthebelspitze 40 verwendet wird. Am linken Ende des Hebels 3 6 ist eine Blattfeder 54 angeschraubt_s deren freies Ende in eine Rille des Hebels 38 eingreift. Die Breite der Blattfeder 54 nimmt zum freien Ende hin ab (Fig. 3). Die in der Rille aufsitzende Kante d.er Blattfeder ist konvex ausgebildet und mit einem kleineren Krümmungsradius versehen als der entsprechend konkav ausgebildete Rillengrund.

Der Hebel 38 ist (Fig.· 2) in Büchsen 56 mittels Lagerzapfen 58 gelagert und weist an seinenufreien^Ende eine Aufnahme 60 auf, in die der Fühler 24 der Meßuhr 16 mittels des beidseitig kugelig ausgebildeten Stiftes 28 eingreift. Durch eine Kappe 62, die mit einem Schlitz für den Tasthebel 34, 40 versehen ist, ist das Lagergehäuse 32 nach unten abgeschlossen.

Bei der Ausführungsform.nach Fig. 6 ist das Lagergehäuse 32 mit dem Tasthebel 34,,40 und den vorbeschriebenen Verbindungsteilen bis zu dem Stift 28 von dem Deckel 22 abgeschraubt und am unteren Ende eines Verlängerungsstückes 64 befestigt, das seinerseits an dem Deckel 22 angeschraubt ist. Das Verlängerungsstück 64 besteht aus einem Rohr 66, das mit einem oberen Flansch 68 zum Aufschrauben auf den Deckel 2 2 und mit einem unteren Flansch 70 zur Aufnahme des Lagergehäuses 32 versehen ist. Im Innern des Rohres 66 ist in Büchsen 72 eine Stange 74 axial verschiebbar geführt. Diese besitzt oben eine Aufnahme für den Stift 28 und weist unten einen Stift 76 auf, der in die Aufnahme 60 des Hebels 38.eingreift.

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Bei der Ausführungsform·nach Fig. 7 bis 9 besteht die in dem Verlängerungsstück 64 axial bewegliche Schubstange aus einem Rohr 78, das oben und unten durch je einen eingepreßten Stopfen 80, 8 2 verschlossen ist. Der Stopfen 80 besitzt einen vorstehenden Rand, der größer ist als der Durchlaß im Flanschboden 84. In dem Stopfen 80 ist eine konische Zentrierbohrung 86 vorgesehen, in. die das als konischer Zentrierstift 88 ausgebildete untere Ende. des Zwischenstückes passend eingreift, so daß dieses mit der Schubstange 78 steif verbunden ist. Die gleiche Form eines konischen Zentrxerstiftes hat auch der Stopfen 82 an seinem unteren Ende. Die untere Stirnfläche der Zentrierstifte ist eben. Sie liegen mit diesen Stirnflächen auf einer Kugel 90 auf, welche in die Pfanne am Hebel 38 eingepreßt ist. Bei dieser Ausführungsform ist auch in die Büchse 26, die im Fühler 24 sitzt, eine gleichartige Kugel 92 eingepreß^rauf^w^Tcher die ebene Stirnfläche des zylindrischen Stiftes 94 an der Oberseite des Zwischenstückes aufliegt.

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Claims

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PatentansDrüche

IJ In die Spindel einer Werkzeugmaschine einsetzbares Zentrier- · gerät mit.einen schwenkbaren Tasthebel und einer Meßuhr, deren axial verschiebbarer Fühler über eine Übertragungseinrichtung für die V/inkelausschläge des Tasthebels mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tasthebel· (40) und die Übertragungseinrichtung (36, 38) in einem Lagerkörper (32) angeordnet sind, der mit den Halter (10 - IU) der Heßuhr (16) wahlweise unmittelbar oder unter Einschaltung eines Verlängerungsstückes (64), das eine axial verschiebbare Schubstange (74) zur Verbindung der Übertragungseinrichtung mit dem Meßuhrfühler (24) enthält, verbindbar ist.
2. Zentriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (64) aus einem Rohr (66) besteht, dessen Durchmesser annähernd gleich ist dem des Lagerkörpers (32) und das beiderseits mit einem Flansch (68, 70) zur Befestigung am Halter (10 - 14) der Heßuhr (16) bzw. zur Aufnahme des Lagerkörpers (3.2) versehen ist, wobei die Schubstange (74) die Flanschböden durchdringt und mittels an ihren Enden aufgesetzter Büchsen (72) mit vorstehendem Rand in ihrer axialen Verschiebung begrenzt ist.
3. Zentriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung in an sich bekannter V/eise aus mehreren, in Reihe geschalteten, im wesentlichen parallelen einarmigen Hebeln (36, 38) besteht, deren erster Hebel (36) am. Tasthebel (34) befestigt und an seinem freien Ende mit dem folgenden Hebel (38) verbunden ist, und daß am freien Ende des letzten Hebels (38) eine Aufnahme (60) für den Fühler (24) der Meßuhr (16.) vorgesehen ist.

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4. Zentriergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Obersetzuncrshebeln aus je einer Blattfeder (54) besteht, welche, sich im wesentlichen tangential zur Hebelbewegung erstreckend und radial dazu federnd, an einem Hebel (35) befestigt ist und mit ihrem freien Ende in eine Rille des benachbarten Hebels (38) einerreift. :
5. Zentriergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rillengrund und die auf ihm aufsitzende Kante der Blattfeder (54) in gleicher Richtung gekrümmt ausgebildet sind, wobei die

innere Krümmung den kleineren Krümmungsradius hat.· '" i
6. Zentriergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Blattfeder (54) zum freien Ende hin abnimmt.
7. Zentriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein zwischen den geradlinig geführten Fühler (24) der Meßuhr (16) und das freie Ende . des letzten Hebels (38) eingefügtes Zwischenstück (28), das als beidseitig kugeliger Stift ausgebildet ist, der mit seinen Enden auf dem Grund von Pfannen am Fühler (24) bzw. am letzten Hebel (38) aufsitzt.
8. Zentriergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange in dem Verlängerungsstück (64) aus einem Rohr (78) be- I steht, das oben und unten durch Stopfen (80, 82) verschlossen ist, wobei an dem oberen Stopfen (80) eine konische Zentrierbohrung (86) und an dem unteren Stopfen (82) sowie an der Unterseite des Zwischenstückes (28) ein konischer Zentrierstift (88) mit ebener Stirnfläche vorgesehen sind.
9. Zentriergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Aufnahmen am Meßuhrfühler (26) und am freien Ende des letzten Hebels (38) Kugeln (92, 90) eingepreßt sind und an der Oberseite des Zwischenstückes (28) ein zylindrischer Stift (94) mit ebener Stirnfläche vorgesehen ist.

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10. Zentriergerät nach einem der Ansprüche.7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß'auf dem stiftförmigen Zwischenstück (28) eine Scheibe (30) angebracht ist, welche durch einen nach innen vorspringenden Rand des den Meßuhrfühler (24) tragenden Gehäuses (22) umfaßt ist und sich bei entlasteter Heßuhr abdichtend und das Zwischenstück zentrierend auf ihn auflegt.

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