DE2022742C3 - Meßeinrichtung fur eine Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere zum Messen stark voneinander abweichender Werkstückdurclimesxer. bestehend aus einem länglichen, ein axial bewegliches Tastglicd führenden Gehäuse, das symmetrisch zur Tastgliedspitze abzweigende Tangentiallehrenschenke! zum Ansetzen der Einrichtung an ein zylindrisches Werkstück aufweist.

Bekannt ist es, zum Andrücken des Taslgliedes einer Meßeinrichtung gegen das Werkstück ein Federglied zu benutzen. Eine solche Einrichtung reicht jedoch nur so lange aus, als der Hubweg das Taslgliedes nur einige Zehntel Millimeter beträgt. Bei größeren Hubunterschieden ergeben sich infolge der nichtlinearen Federkräfte beträchtliche Meßwertverzerrungen. Dies ist besonders der ("all, wenn eine Kaliberlehre z. B. eine Tangcüii.ilmcßlehrc verwendet wird, mit der Werkstückteile mit Durchmesserunterschieden von bis zu 100 mm gemessen werden sollen und wo das Tastglied einen Hubweg von etwa 12 mm haben kann.

Aus der DT-AS 12 22 273 ist eine Meßeinrichtung mit einem pneumatisch geführten Meßstift bekannt, der an eine nicht näher bezeichnete Drucklufteinrichtung angeschlossen ist. Der hohle Meßstift ist an eine Unterdruckleitung angeschlossen um das zu messende Werkstück ansaugen zu können. Ferner ist eine Entlastungsöffnung vorgesehen, so daß der Meßstift ständig schwankenden Drücken unterliegt. Die bekannte Meßeinrichtung stellt lediglich eine Dämpfungseinrichtung dar, die gewahrleistet, daß der Meßstift mit einer ge-

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dämpften gleichmäßigen Geschwindigkeit die MelJstellung einnimmt und gegen einen Anschlag anstößt.

Aus der US-PS 29 22971 ist ferner eine Einrichtung bekannt, die ungleichmäßige Druckwerte in elektrische Meßwerte umwandelt. Das hierbei verwendete Tustglied bildet den Kern einer elektrischen Wicklung und wird unter der Wirkung einer mechanischen Druckfeder mittels eines pneumatisch gesteuerten Balges vor- und zurückbewegi. Hier liegen die eingangs erwähnten Anwendungsgrenzen mechanischer Federn vor.

In der alleren Patentanmeldung P 16 23 137.1 (DT-OS 16 23 137) ist ferner eine Meßeinrichiung beschrieben, bei der ein kleinvolumiger Meßkopf _mj_t einem Druckgasregler verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Messen stark voneinander abweichender Werkslückdurchmesser eine Meßeinrichtung zu schaffen, bei ücr das bewegliche Tastglicd unter Vermeidung mechanischer ledern stets mit gleichmäßigem pneu malischem Druck gegen das umlaufende Werkstück angedrückt wird. Da das Tastglied einem genau definierten Druck ausgesetzt sein muß. kann es nicht der Wirkung einer beliebigen Druckgasquelle unterworfen

Die '..ösung der gestcliten Aufgabe besieht darin, daß da¹ Gehäuse, in dem ein Meßwertwandler untergebracht und das mit diesem zusammenwirkende f.istglied gleiibar geführt ist, mittels eines elastischen Druckgliedes gasdicht verschlossen ist. durch das der vordere Teil des Tastglicdes herausragi. der auf dem Druckglied abgestützt ist und daß das Gehäuse mit einem windkesselartigen Druckgasbehälter verbunden ist. dessen Volumen erheblich größer ist als das Hubvolumen des Tastglicdes.

Wegen des großen Volumenunterschiedes zwischen dem Druckgasbehälter und dem Hubvolumen des Tastgliedes wirkt sich die Bewegung des Taslgliedes nicht meßwertstörend aus. Es unterliegt stets einem genau definierten Druck.

Vorteilhaft ist das Gehäuse mit dem Druckgasbehälter durch eine gasdichte pneumatische Leitung verbunden, durch die sich auch zu einem Verstärker führende elektrische Meßleitungen des Meßwertwandlers erslrecken.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besieht darin, daß der Druckgasbehälter zum einen Teil innerhalb und zum anderen Teil außerhalb seiner Wandung angeordnete gasdichte Steckverbindungsstücke für die vom Meßwertwandler kommenden Meßleitungen aufweist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben und /.war zeigt

F i g. 1 eine schematischc Vorderansicht eines Meßkopfes mit den zugehörigen Meß- und Steucrleitungen,

F1 g. 2 einen lotrechten Längsschnitt durch den Meßkopf und

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Druckgasbehälters mil angeschlossener Schalttafel.

F i g. I zeigt eine Meßeinrichtung für eine Werkzeugmaschine, z. B. eine Schleifmaschine, zum Messen unterschiedlich großer Werkstückdurchmesser.

Die Meßeinrichtung weist einen Meßkopf 5 auf, der in F i g. 1 in Bctriebsstellung zum Messen des Durchmessers eines Werkstückes 6 gez.eigt ist, das gerade von einer Schleifscheibe 7 bearbeitet wird.

Gemäß F i g. 2 weist der Meßkopf 5 ein Gehäuse 10 mit einer durchgehenden Längsbohrung 11 auf, das an

seinem einen Ende eine gasdicht befestigte Kappe 12 trägt. Das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 10 trägt eine übliche Tangentiallehrc 15 mit einem oberen und einem unteren Tangentiallchre !schenkel 16 bzw. 17. von denen jeder einen länglichen, am Werkstück 6 angreifenden Schuh 18 aufweist.

Die Tangentiallehre 15 ist für einen größeren Werkstückdurchmesserbereich vorgesehen, wobei der geringste Werkstückdurchmesser, wie in F i g 2 gezeigt ist, die inneren Enden der Schuhe 18 und der größte Werkstückdurchmesser die äußeren Enden der Schuhe berühren würde.

Im Gehäuse 10 ist ein üblicher Meßwcrtwandler 24 angeordnet, der ein in geeigneter Weise innerhalb der Bohrung 11 des Gehäuses 10 ortsfest gelagertes Glied

25 sowie ein darin gleitbar geführtes bewegliches Glied

26 umfaßt, das als Tastglied dient.

Das äußere Ende des Tastgliede:_t 26 muß während des Bearbeitungsvorganges nach auswärts gegen das Werkstück 6 gedrückt werden. Hierzu dient eine biegsame Manschette 27, die in einer im mittleren Teil der Tangentiallchre 15 angeordneten, vergrößerten Tasche 28 vorgesehen ist.

Der äußere Unifangsteil der Manschette 27 ist an einem besonders bearbeiteten Teil 29 mittels einer Abdichtung gasdicht befestigt, während der innere Teil des Manschellenumfanges mit einem /.wischenabschnitt 30 des Taslgliedes dicht verbunden ist.

Das Gehäuse 10 weist einen gasdichten Anschlußstut/.en 34 für eine gasdichte pneumatische Leitung 15 auf, die mit einem Druckgasbehälter 40 verbunden ist, dessen Volumen um ein Vielfaches größer ist. als das Hubvolumen des Tastgliedes 26 /wischen seiner rückwärtigen in F i g. 2 in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung und seiner am weitesten vorgeschobenen. in F i g. 2 gestrichelt angegebenen Stellung.

Der windkesselartige Durckgasbchälter 40 ist über einen Anschlußstutzen 38 mit einer Druckgasleitung 37 verbunden. Er wird von Zeit zu Zeit mit Druckgas, z. B. Stickstoff, auf einen bestimmtere Druck aufgefüllt, worauf dann die Druckgaszufuhr abgeschaltet wird. Ein Wiederaufladen des Druckgasbehälter ist nur in längeren Zeitabständen notwendig.

Vom Druckgasbehälter wird Druckgas mit relativ geringem, aber gesteuertem Druck in die Bohrung 11 des Gehäuses 10 eingeleitet und wirkt auf die Manschette 27, mit deren Hilfe das Tastglied 26 gegen das Werkstück 6 gedrückt wird.

Wie F i g. 2 zeigt, sind in der pneumatischen Leitung 35 auch die vom Meßwertwandler 24 abgehenden elektrischen Meßleitungen 36 angeordnet.

Der Druckgasbehälter 40 ist mit einer Schalttafel 41 gegebenenfalls einstückig verbunden, jedoch gasdicht von dieser getrennt. Im Druckgasbehälter 40 ist ein .Signalverstärker 48 angeordnet, der elektrisch mit einer der elektrischen Meßleitungen J6 des Meßwertwandlers 24 gekoppelt ist. Um die Meßleiiungen 36 mit den elektrischen Teilen der Schalttafel zu verbinden, ist eine Wand 42 des Druckgasbehälters 40 mit einer daran dicht befestigten Platte 43 versehen, die ihrerseits eine Anzahl .Steckverbindungsstücke 45 trägt. In diese Steckverbindungssiücke 45 greifen Stecker 46 ein. die mit elektrischen Leitungen 44 verbunden sind, die /ti den elektronischen Teilen der Schalttafel 40 führen. Die Meßleitungen 36 sind gasdicht mit den Stcckverbinilungsstücken 45 verbunden.

Infolge des großen Volumenunterschiedes zwischen dem Gasdruckbehälter 40 und dem Hubvolumen des Taslgliedes 26 übt die Änderung des zur Verfugung sichenden Gasraumes bei der Bewegung des Taslgliedes 26 keine ins Gewicht lallende Wirkung auf den Gasdruck aus. der auf die Manschette 27 einwirkt, so daß das Tastglied stets mit konstantem Druck gegen das Werkstück 6 angesetzt ist.

Um den Gasdruck innerhalb des Druckgassystems auch bei seiner Wirkung auf die Manschette 27 auf einem gewünschten Wert /u halten, ist der Druckgasbehälter 40 über die Druckguslcilung 37 mit einer Druckgusquellc 50 unter Zwischenschaltung eines geeigneten Steuerventils 52 und einer Gasleitung 51 verbunden. Die Druckgaslcitung J7 ist ferner über eine Entlüftungsleitung 53 mit einem Ventil 54 /iir Steuerung des Gasauslasses aus dem Druckgasbehälter 40 verbunden.

Damit das Druckgassystem Gas in einem gewünschten Druck enthält, ist an die Gasleitung 53 eine Meßleitung 55 mit einem Meßgerät 56, /.. B. einem Manometer angeschlossen. Gegebenenfalls kann in der Meßleitung

55 auch ein Ventil 57 eingebaut sein, das das Meßgerät

56 wahlweise abschalten kann. Ferner kann zur Anzeige eines vom Solldruck abweichenden Gasdruckes eine Signaleinrichtung vorgesehen sein, wobei dann ein Druckschalter 58 über eine Leitung 59 mit der Leitung 35 verbunden sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 20

1. Meßeinrichtung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere zum Messen stark voneinander abweichender Werkstückdurchmesser, bestehend aus einem länglichen, ein axial bewegbares Tastglicd führenden Gehäuse, das symmetrisch zur Tastgliedspii/e abzweigende Tangentiallehrenschenkel zum Ansei/en der Einrichtung an ein zylindrisches Werkstück aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (IQ). in dem ein Meßwert- wundler (24) untergebracht und das mit diesem zusammenwirkende Tastglied (26) gleiibar geführt sind, mittels eines elastischen Druckgliede* (27) gasdicht verschlossen ist, durch das der vordere Teil des Tastgliedes (26) herausragt, der auf dem Druckglied (27) abgestützt ist und daß das Gehäuse (10) mit einem windkesselartigen Druckgasbehälter (40) verbunden ist, dessen Volumen erheblich größer ist als das Hubvolumen des Tastgliedes (26).

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit dem Druckgasbehälter (40) durch eine gasdichte pneumatische Leitung (35) verbunden ist, durch die sich auch zu einem Verstärker (48) führende elektrische Mcßleilungcn (36) des Meßwertwandlers (24) erstrecken.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn/cichnet, daß der Druckgasbehälter (40) zum einem Teil innerhalb und /um anderen Feil außerhalb seiner Wandung (42) angeordnete gasdichte Sieekverbindungsstückc (45) für die vom Meßweriwandler (24) kommenden Meßleitungen (36) aufweist.