DE2246023C3 - Meßsteuereinrichtung für die Schleif schlittenzustellung an einer Gewindeschleifmaschine zum Paarungsschleifen von Gewinden im LängsschleifVerfahren - Google Patents

Meßsteuereinrichtung für die Schleif schlittenzustellung an einer Gewindeschleifmaschine zum Paarungsschleifen von Gewinden im LängsschleifVerfahren

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DE2246023C3
DE2246023C3 DE19722246023 DE2246023A DE2246023C3 DE 2246023 C3 DE2246023 C3 DE 2246023C3 DE 19722246023 DE19722246023 DE 19722246023 DE 2246023 A DE2246023 A DE 2246023A DE 2246023 C3 DE2246023 C3 DE 2246023C3
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Walter Dietlikon Wirz (Schweiz)
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REISHAUER AG ZUERICH (SCHWEIZ)
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REISHAUER AG ZUERICH (SCHWEIZ)
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßsteuereinrichtung für die Schleifschlittenzustellung an einer Gewindeschleifmaschine zum Paarungsschleifen von Gewinden im Längsschleifverfahren mit mindestens zwei Durchgängen, das heißt zum Schleifen von zu bereits fertig bearbeiteten Innengewinden von Teilen paarigen Außengewinden an von der Maschine aufgenommenen Werkstücken auf eine vorbestimmte Passung, bestehend aus einem Meßtastersystem mit einem radial an das Innengewinde des an der Maschine ortsfest angeordneten Teils verschiebbaren Taster zur Messung des Ist-Maßes am Bezugsdurchmesser des Innengewindes, wobei die Meßstellung des Tasters ein Maß für den Verstellweg des Schleifschlittens auf das Werkstück zu darstellt.
Es ist an Schleifmaschinen bereits ein Meß-Sieuergerät für das Paarungsschleifen von Bohrungen und Wellen, vorzugsweise von Wälzbahnen an Innen- und Außenringen von Wälzlagern bekannt (US-PS 24 47 558), wobei derartige Schleifmaschinen mit einer ίο quer zu der zu schleifenden Wälzbahn oszillierenden Schleifscheibe im Einstechverfahren aijbeiten. Die Schleifscheibenzustellung bzw. der Quervprschub der Schleifscheibe erfolgt in kleinen Schritten über ein kontinuierlich arbeitendes Schrittschaltwerk. Das Meß-Steuergerät weist einen Taster auf, welcher den Außendurchmesser des zu schleifenden Werkstückes ständig abtastet. Ferner ist eine Abtasteinrichtung vorgesehen, welche den Ist-Durchmesser der fertig geschliffenen Bohrung mißt und eine »Anschlagfläche« in Form zweier Blattfedern in eine dem Ist-Durchmesser entsprechende Winkellage bringt Sobald eine von zwei Einstellschrauben mit der einen Blattfeder in Berührung tritt, wird ein Ventil betätigt, welches eine Verstellung des Schrittschaltwerks auf kleinere Schritte, das heißt zum Beispiel auf die Ausführung eines Schlichtvorschubes der Schleifscheibe bewirkt. Bei der Berührung der zweiten Einstellscheibe mit der Blattfeder, die beim Erreichen des Fertigdurchmessers am zu schleifenden Werkstück erreicht wird, wird durch Betätigung eines zweiten Ventils der Quervorschub der Schleifscheibe abgestellt. Anschließend kann die Schleifscheibe unter der Steuerung eines weiteren Schrittschaltwerkes noch mehrere sogenannte »Ausfeuerhübe« ausführen.
ir> Dieses bekannte Meß-Steuergerät kann zum Gewindeschleifen nicht eingesetzt, sondern nur für das Rundschleifen im Einstechverfahren verwendet werden, weil beim Gewindeschleifen die Schleifscheibe infolge des zu schleifenden Gewindeganges nicht an ein und derselben Stelle schleifen kann.
Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 8 93 264), an einer Bearbeitungsmaschine zwei Meßarme auf Schneiden zu lagern, deren Abstand in Abhängigkeit vom Durchmesser des zu messenden Werkstückes einstellbar ist. Eine ν-, solche Lagerung der Meßarme ist für das Schleifen eines Gewindes ungeeignet, weil die Meßarme nur in einer Ebene senkrecht zur Achse des zu schleifenden Werkstücks verschwenkbar sind.
Schließlich ist bereits eine gattungsgomäße Meßsteuereinrichtung bekanntgeworden (DE-PS 16 52 103), bei welcher der Gewindering mit dem fertig bearbeiteten Innengewinde als Endanschlag für die Feinzustellung des Schleifschlittens bzw. der Schleifscheibe benutzt wird. Die Schleifscheibe kann demzufolge von Hand oder hydraulisch so weit zugestellt werden, bis ein Kegeldorn über Kugeln mit dem fertig bearbeiteten Innengewinde des Gewinderinges spielfrei in Berührung tritt. Dabei kann das zu einer Gewindemutter zu paarende Außengewinde auch in mehreren Arbeits-M) durchgängen unter Benutzung eines Fein-Beistellgetriebes fertig geschliffen werden. Bei dieser vorbekannten Einrichtung muß aber offenbar die Zustellung für die Ausführung einer oder mehrerer Vorschleif-Durchläufe rein manuell und visuell mit Hilfe eines Handrades und b5 eines Skalenringes ausgeführt werden. Eine eigentliche Messung des zu schleifenden Gewindes kann mit Hilfe dieser vorbekannten Einrichtung nicht ausgeführt werden. Hierdurch ist die Genauigkeit der Fertigung
beeinträchtigt und es können Fehler entstehen, die beispielsweise auf Temperatureinflüsse, Verformungen in der Maschine und den momentanen Zustand der Jchleifscheibe zurückzuführen sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Meßsteuereinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der Fehler verursachende Faktoren, wie Temperatureinflüsse, Verformungen in der Maschine und ύβτ Zustand der Schleifscheibe berücksichtigt und somit Werkstücke mit geringeren Toleranzen des Werkstückfertigmaßes hergestellt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch das Meßtastersystem die Stellung einer am Maschinenständer verstellbar gelagerten Anschlagfläche steuerbar ist, gegenüber welcher eine Mehrzahl von einstellbaren, den Verstellweg des Schleifschlittens bestimmenden Meßelementen auf einem am Ständer verschiebbaren Träger angeordnet sind und daß ein weiteres den Bezugsdurchmesser am zu schleifenden Außengewinde abfühlendes Meßtastersystem vorgesehen ist, durch das die Lage des Trägers über ein im Schleifschlitten angeordnetes Steuerelement verstellbar ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.
Die nachstehende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Gewindeschleifmaschine mit angebauter Meßsteuereinrichtung, wobei zur Darstellung eines Tischschlitten- unii Werkstück-Antriebs der Maschinenständer aufgeschnitten ist,
Fig.2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie l-l in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,
Fig.2a eine Schnittansicht entlang der Linie 11-11 in Fig. 2,
Fig.3 und 3a schematische Darstellungen eines festen und eines beweglichen Tasters eines ersten Meßtaster-Systems entlang den Linien IV-IV in Fig.3 bzw. IH-HI in Fig.3a,
Fig.4 eine schematische Darstellung des Meßelements eines zweiten Mi'ßtaster-Systeins,
F i g. 5 ein schematischer Grundriß des Zustellschritt-Begrenzungssystems,
F i g. 6 eine schematische Darstellung eines beliebigen Meßelementes des Zustellschritt-Begrenzungssystems, das zwecks axialer Feinverstellung, die mit Hilfe eines Mikrometergewindes ausgeführt wird, in einet Spannzange aufgenommen ist, die das erwähnte Mikrometergewinde aufweist,
F i g. 7 eine schematische Darstellung der gestaffelten Anordnung der Meßelemente des Zustellschritt-Begrenzungssystems und der Zustellschritte des Schleifschiittens,
Fig.8 eine Ansicht einer Gewindeschleifmaschine mit angebauter Meßsteuerungs-Einrichtung und den schematischen Darstellungen des Steuerschrankes, des Schrittschaltwerkes, des elektronischen Meßgerätes, des Meßelementes für die Bezugsspannung, des Hydraulik-Aggregates und den verschiedenen elektrischen und hydraulischen Leitungen, die diese Einheiten miteinander verbinden und
F ig.9 ein Zyklogramm bzw. eine graphische Darstellung des Fi;nktionsablaufes beim Paarungsschleifen eines Außengewindes, passend zu einem fertig bearbeiteten Innengewinde, in drei Arbeitsgängen.
Aufbau der Gewindeschleifmaschine mit Paarungs-Meßsteucrung (F i g. 1,2 und 8)
Die dargestellte Meßsteuerungs-Eintichtung ist für den Anbau an bestehende, wie für den Einbau in neue Gewindeschleifmaschinen bekannter Bauart bestimmt. Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Meßsteuerungs-Einrichtung an eine bekannte Gewindeschleifmaschine Reishauer Typ US ίο oder UL angebracht Die Teile dieser Gewindeschleifmaschine werden im folgenden als bekannt vorausgesetzt und nur soweit beschrieben, als dies zum Verständnis der Erfindung nötig ist. Die Gewindeschleifmaschine besteht aus dem Ständer 51, dem verschiebbar aufgesetzten Tischschlitten 52, der mit dem Spindelstock 53 und dem Reitstock 57 bestückt ist. Das Werkstück 151, an dem das Außengewinde 153 geschliffen werden muß, ist zwischen den Spitzen 55 und 56 eingespannt Senkrecht zur Bewegungsrichtung des Tischschlittens 52 ist der Schleifschlitten 58 verschiebbar auf dem Ständer 51 geführt Der Schleifschlitten 58 beträgt den Schleifsupport 59 mit der Schleifscheibe 60 und den Elektromotor 61 für 'ihren Antrieb. Der Schleifsupport 59 und die Schleifscheibe 60 können in eine Winkellage λ geschwenkt werden, die durch den Steigungswinkel des zu erzeugenden Außengewindes festgelegt ist. Zur Meßsteuerung gehören das erste Meßtaster-System (siehe Abschnitt: Das erste Meßtaster-System), das zweite Meßtaster-System (siehe
«ι Abschnitt: Das zweite Meßtaster-System) mit dem auf dem Ständer befestigten Meßaufsatz 63 sowie verschiedene hydraulische und elektrische Steuerelemente, die z. B. zusammen mit den nicht beschriebenen Steueraggregaten der Gewindeschleifmaschine in Hydraulik-Aggre-
r> gat 281 bzw. im Steuerschrank 221 (siehe Fig.8) untergebracht sind.
Vom Elektromotor 64 wird über den Getriebekasten 101 einerseits die für die Längsbewegung des Tischschlittens 52 bzw. des Werkstückes 151 maßgebende Leitspindel 84, anderseits über den Spindelstock 53 das Werkstück 151 in Drehung versetzt. Das Verhältnis zwischen Längs- und Drehbewegung des Werkstückes 151 ist mathematisch genau durch die Abmessungen des zu erzeugenden Gewindes festgelegt. Um dies erreichen
4r> zu können, sind beispielsweise vier Wechselräder 72,73, 74 und 75 eingebaut. Am Tischschlitten 52 sind zwei Endanschläge 89 und 90 für die Hubbegrenzung und für die Umsteuerung der Tischschlittenbewegung angebracht, die abwechselnd, d. h. nach jedem Arbeitsgang
)(> und Rücklauf, auf den Umsteuerhebel 91 einwirken. Vom Umsteuerhebel 91 werden dadurch abwechselnd zwei Kupplungen — die Ar'jeitsgang-Magnetkupplung 67 oder die Rücklauf-Magnetkupplung 68 betätigt, die ihrerseits durch die Dazwischenschaltung oder Nichtda-
->r> Zwischenschaltung des Zwischenrades 87 dem Tischschlitten 52 eine andere Verschiebungsrichtung und dem Werkstück 151 eine andere Drehrichtung mitteilen.
Die Zustellung und der Rückzug des Schleifschlittens 58 wird vom reversierbaren Synchronstoffmotor 62
bo (F i g. 2) über die Zustellspindel 96 oder vom Handrad 98 bewirkt. Derartige Motoren sind an sich unter der Bezeichnung »Synchron-Getriebemotor mit Ankerstoppbremse« bekannt.
Der Rückzug des Schleifschlittens 58 in die Ausgangs-
t,5 stellung (Ruhestellung) wird durch den Endschalter 99 (F i g. 2) gestoppt, indem er den Synchrunstoppmotor 62 abstellt, wenn der Schleifschlitten 58 mit ihm in Kontakt tritt.
Der Meßaufsatz 63 der Meßsteuerungs-Einrichtung ist derart auf dem Ständer 51 befestigt, daß die durch die beiden Meßhebel 158 (Fig. 2) und 159 gelegte Vertikalebene die Werkstückachsc O senkrecht schneidet und im dargestellten Beispiel durch den Drehpunkt Q der Schwenkbewegung der Schleifscheibe 60 geht. Der Meßai'fsatr 63 bleibt stationär an Ort gegenüber der Schleifscheibe 60, während sich der Tischschlitten 52 um dem zwischen den Spitzen 55 und 56 aufgenommenen Werkstück 151 sich an ihm hin und her vorbeibewegt.
Das erste Meßtaster-System (Fig. 2,2a, 3,3a)
Das erste Meßtaster-System zum Messen eines Bezugsdurchmessers, z. B. des Flankendurchmessers, an dem mit einem fertig bearbeiteten innengewinde 123 versehenen Teil 121 besteht aus einem festen Taster 126 welcher beim Einrichten der Meßsteuerung entsprechend dem Durchmesser des Innengewindes 123 in einer Führung 129 (F i g. 3) am Gehäuse des Meßaufsatzes 63 vertikal verschoben werden kann, um in der richtigen Stellung, in bezug auf das Innengewinde 123, mittels einer Klemmschraube 130 an der Führung 129 festgeklemmt zu werden, and aus einem beweglichen Taster 127 (Fig.2, 3). weicher ungefähr horizontal an zwei Federgelenken 134 und 135 (F i g. 2) hängt, die mit dem Gehäuse des Meßaufsatzes 63 verbunden sind. Der nach dem Einrichten als feststehend zu betrachtende Taster 126 besitzt die Form eines Zylindersegmentes (F i g. 3a), auf welchem vier Kugeln 131 abgestützt sind, wobei am vorderen und am hinteren Ende des Tasters 126 je zwei Kugeln 131 unter einem Winkel von 120" in den Gewindegang des zu messenden Innengewindes 123 eingreifen. Den in einem Käfig 132 (Fig. 3a) gefangenen Kugeln 131 wird in der zur Innengewindeachse parallelen Richtung ein kleines Spiel gewährt, damit sie mit den Gewindeflanken des Innengewindes 123 in eine korrekte Berührung treten können, sobald das TdI 121 an diesen Kugeln 131 aufgehängt wird. Durch die Anordnung von je zwei Kugeln 131 unter einem Winkel von 120° erhält man eine Vierpunktauflage, die das Teil 121 derart zentriert, daß der bewegliche Taster 127 genau in der Achsschnittebene in das Innengewinde 123 des Teils 121 eingreift. Der feste Taster 126 samt den vier Kugeln 131 ist auswechselbar: er muß entsprechend den Abmessungen des Innengewindes 123 (z. B. Durchmesser. Steigung, Gewindeprofil und Gewindelänge) hergestellt werden. Der bewegliche Taster 127. welcher sich dank der Federgelenke 134 und 135 in der vertikalen Richtung bewegen kann, wobei er seine parallele Lage zum festen Taster 126 beibehält, besitzt einen auswechselbaren Einsatz 128 (F i g. 2,3,3a). welcher nur mit einer einzigen Kugel 133 ausgerüstet ist. Dieser Einsatz 128 muß ebenfalls den Abmessungen des Innengewindes 123 angepaßt werden.
Unterhalb des Meßaufsatzes 63 ist im Ständer 51 der Gewindeschleifmaschine der Winkelhebel 136 (F i g. 2) um die ortsfeste Achse 136a schwenkbar gelagert. An diesem Winkelhebel 136 ist eine Zugfeder 137 angebracht, die auf den Winkelhebel 136 dauernd ein im Gegenuhrzeigersinn wirkendes Drehmoment ausübt. Auf dem längeren Arm des Winkelhebels 136 stützt sich das untere Ende der im Meßaufsatz 63 längsverschiebbar geführten Stange 138 ab. Das damit verbundene Taststück 139 liegt dauernd am beweglichen Taster 127 an.
Die als Ergebnis des Abtastens des Innengewindes 123 resultierende Lage des beweglichen Tasters 127 wird somit mit Hilfe des Taststiickes 139 auf die Stange 138 und den Winkelhebel 136 übertragen, jedem Meßergebnis ist eine bestimmte Winkellage (siehe Fig. 2: Winkel ß) des Winkelhebels 136 zugeordnet bzw. die Winkellage ist repräsentativ für das am Bezugsdurchmesser des Innengewindes 123 ermittelte Maß.
Das obere F.nde der Stange 138 ist mit Hilfe einer Federplatte 140 mit dem längeren Arm eines Doppelhe-
K) bels 141 verbunden. Der letztere ist im Gehäuse des Meßaufsalzes 63 um eine ortsfeste Achse 141/? schwoiikbar gelagert.
Sobald das Innengewinde 123 abgetastet ist, kann durch ein Festklemmen des Doppelhebels 141 die mechanische Verbindung zwischen der Abtaststelle des ersten MeGtasier-Systerns und der verschiebbaren Anschlagfläche A am Winkelhebel 136 einerseits und zum zweiten Meßtaster-System anderseits blockiert werden, d. h. das beim Abtasten des Innengewindes 123 ermittelte Maß kann mechanisch gespeichert werden. Das Teil 121 mit dem Innengewinde 123 kann unmittelbar darauf von den Tastern 126 und 127 heruntergenommen werden und schon das nächste Teil 121 mit Innengewinde 123 zum Messen eingerichtet werden. Das Festklemmen des Hebels 141 erfolgt mittels einer Klemmeinrichtung (siehe F i g. 2a), die aus dem Gehäuse 142 mit dem darin verschiebbaren Kolben
143 besteht. Dieser Kolben drückt auf den Doppelhebel 141 und klemmt denselben gegen einen ortsfesten
ίο Anschlag 143a. Die Zuführung und Ableitung des Druckmediums in das und vom Gehäuse 142 erfolgt über die Hydraulikleitung 293.
Die in diesem Abschnitt beschriebenen Einrichtungen bilden das erste Meßtaster-Sysiem.
Das zweite Meßtaster-System (F i g. 2)
Im oberen Teil des Meßaufsatzes 63 ist die Trommel
144 axial verschiebbar geführt. Die Mittelachse L der Trommel 144 bildet eine Gerade, die in ihrer Verlängerung die Werkstückachse O senkrecht schneidet. Zwischen der Trommel 144 und dem Gehäuse des Meßaufsatzes 63 sind zwei Zugfedern 145 und 146, die dauernd das Bestreben haben, die Trommel 144 vom Werkstück 151 weg nach hinten zu ziehen. In der Ruhestellung berührt die Rückwand /der Trommel 144 die vordere Stirnfläche K des Gehäuses 147. Das letztere ist im Meßaufsatz 63 längsverschiebbar angeordnet und beherbergt einen hydraulisch betätigbaren Kolben 148. Das Gehäuse 147 kann durch eine Drehung an seinem Griff 149. mittels des Gewindes 150 verstellt werden, derart, daß die beiden Taster 156 und 157 das Werkstück 151 an der maßgebenden Meßstelle berühren, wenn sich die Trommel 144 in der Arbeitsstellung befindet. Die Zustellung der Trommel 144 in die Arbeitsstellung wird mit Hilfe des hydraulisch betätigbaren Kolbens 148 ausgeführt. Die Zuführung und die Ableitung des Druckmediums zum und vom Gehäuse 147 erfolgt über die Hydraulikleitung 292. In der Trommel 144 sind die beiden Maßhebel 158 und 159 untergebracht Jeder ist über eine Federplatte 160 und 161, die als Federgelenke wirken, mit einem in der Trommel 144 verschieb- und drehbaren Bolzen 162 und 163 verbunden, wobei sie mit Hilfe der Druckfeder 196 auseinandergedrückt werden. Am werkstückseitigen
b5 Ende der Meßhebel 158 und 159 sitzen die Taster 156 und 157. Das ganze zweite Meßtaster-System ist mittels der Zugfeder 197 an der Trommel 144 aufgehängt Eine Zugfeder 198 ist bestrebt, die beiden Meßhebel 158 und
159 gegeneinander zu ziehen. Diese sind den Abmessungen des zu prüfenden Außengewindes 153 entsprechend gestaltet und mittels der Schrauben 156a und 157.1 auswechselbar. Damit gemessen werden kann, wahrend der Schleifprozeß noch im Gange ist, sind die Taster 156 und 157 abgekröpft, damit sie seitlich der Schleifscheibe 60, am bereits geschliffenen Teil des Außengewindes 153, in dem Meßeingriff mit dem Werkstück 151 gebracht werden können.
Zwischen den Meßhcbeln 158 und 159 ist das im folgenden Abschnitt beschriebene induktive Meßelement 164 angeordnet.
Die Bolzen 162 und 163 sind frei drehbar, damit sich die Taster 156 und 157 in der Richtung der Werkstückachse Oetwas bewegen können, wodurch ein korrekter Eingriff zwischen den Tastern 156 und 157 einerseits und dem zu prüfenden Außengewinde 153 anderseits erreicht wird.
Meßelement164(Fig. 4)
Das Meßelemeni 164, in welchem ein an sich bekannter induktiver Wegmeßgeber 165 eingebaut ist, besitzt eine feste Tastkuppe 169, die am Aufnahmekörper 167 für den Wegmeßgeber 165 angeordnet ist, und eine bewegliche Tastkuppe 170, die sich an der Hülse 168 befindet. Die Druckfeder 171 dient dazu, das Gewicht der Hülse 168 auszugleichen und die notwendige Kraft für eine dauernd spielfreie Anlage der beiden Tastkuppen 169 und 170 an den beiden Meßhebeln 158 und 159 aufzubringen, da die geringe Federkraft des Wegmeßgebers 165 nicht ausreicht. Der induktive Wegmeßgeber 165 ist über die Leitung 254 an das elektronische Meßgerät 223 (F i g. 8) angeschlossen.
Einstellung der Mcßhcbel 158 und 159 bzw.
des Meßelements 164(Fi g. 2)
Die Soll-Abmessungen des Innengewindes 123 und des damit zu paarenden Außengewindes 153 sind vor Beginn des Paarungsschleifens bekannt. Ferner ist bekannt, wie groß der Zustellschritt bemessen wird, der dem letzten Arbeitsgang zugeordnet ist. Auf Grund dieser Voraussetzungen ist ebenfalls bekannt, wie groß der abzutastende Bezugsdurchmesser (Soll-Durchmesser + Soll-Zugabe) vor Beginn des letzten Arbeitsganges im Idealfall sein muß. Beim Einrichten der Meßsteuerungs-Einrichtung wird verlangt, daß das Meßelement 164 in die Mittelstellung gebracht wird bzw. der Taster 166 des Wegmeßgebers 165 sich in einer Position befindet, bei der er die halbe Wegstrecke des ihm zur Verfügung stehenden Hubes zurückgelegt hat. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein Muster-Teil 122 mit dem Innengewinde 123 auf dem ersten Meßtaster-System aufgelegt und die Taster 126 und 127 in den Flanken des Innengewindes 123 zur Anlage gebracht. Darauf wird ein Muster-Werkstück 152, welches einen Bezugsdurchmesser besitzt, der in bezug auf das gemessene Innengewinde 123 das gewünschte Soll-ObermaB aufweist, zwischen den Spitzen 55 und 56 (Fig. 1) der Gewindeschleifmaschine eingespannt Die Trommel 144 (F i g. 2) mit dem zweiten Meßtaster-System wird nun, auf eine weiter unten noch zu beschreibende Weise, in die Arbeitsstellung geführt. Durch den Abstand M, den die Taster 156 und 157 beim Messen des Außengewindes 153 einnehmen und den momentanen Abstand N der Meßhebel 158 und 159 an ihrem anderen Ende, ist dem Meßelement 164 eine ganz bestimmte Hubstellung zugeordnet Durch Drehen der Einstellschraube 172 wird nun der obere Meßhebel 158 an seinem hinteren Ende nach oben oder nach unten verschoben, d. h. der Abstand N so lange verändert, bis die Mittelstellung des Meßelements 164 erreicht ist. Während dieser Verstellung dreht sich der obere r) Meßhebel 158 um den momentanen Drehpunkt P, welcher bei diesen Verhältnissen durch den Berührungspunkt des oberen Tasters 156 mit den Flanken des Außengewindes 153 am Muster-Werkstück 152 gebildet wird.
κι Unter der Mittelstellung des Meßelements 164 versteht man jene Stellung, in welcher sein induktiver Wegmeßgeber 165 eine solche Spannung abgibt, die mit der vom Meßelement 223 (Fig.8), welches für die Erzeugung der Bezugsspannung benutzt wird, abgege-
ir> benen Bezugsspannung übereinstimmt, d. h. die Differenz der beiden Spannungen Null beträgt. Die Bezugsspannung wurde dabei so gewählt, daß sie bei allen Meßelementen 164, 173, 174, 175 und 224, die in der Meßsteuerungs-Einrichtung verwendet werden und alle den gleichen induktiven Wegmeßgeber 165 enthalten, ungefähr mit der Mittelstellung ihres Meßhubes übereinstimmt. Wann die Mittelstellung bzw. die Bezugsspannung erreicht wird, kann am Zeigerausschlag des elektronischen Meßgerätes 223, welches vorher mit Hilfe des einstellbaren Meßelements 224 auf diese Spannung eingestellt wurde, abgelesen werden.
Zustelleinrichtung für den Schleifschlitten 58
(F ig. 2 und 5)
Die Zustelleinrichtung für den Schleifschlitten 58 umfaßt die im Ständer 51 drehbar gelagerte Zustellspindel 96, die mit der am Schleifschlitten 58 befestigten Mutter 97 im Eingriff steht. Die Zusteüspindel 96 kann
j) entweder mit dem Handrad 98 (z. B. beim Einrichtender Maschine) oder mit Hilfe des Synchronstoffmotors 62 während des automatisch ablaufenden Arbeitsprozesses über die beiden Zahnräder 94 und 95 verstellt werden. Der Synchronstoppmotor 62 ist über die Leitung 249 mit dem Steuerschrank 221 verbunden.
Das verstellbare Zustellschritt-Begrenzungssystem umfaßt eine Anzahl Meßelemente. Deren Anzahl ist gleichbedeutend mit der maximalen Anzahl Arbeitsgänge, die an der damit ausgerüsteten Gewindeschleifmaschine ausgeführt werden können. Für die Anwendung des Paarungs-Schleifens mit Hilfe der Meßsteuerungs-Einrichtung gemäß Erfindung sind mindestens zwei Meßelemente notwendig. Das für die Beschreibung gewählte Ausführungsbeispiel zeigt drei Meßelemente 173,174 und 175. Es ist möglich, z. B. fünf Meßelemente vorzusehen. Wenn bei diesen Verhältnissen weniger als fünf Arbeitsgänge (ζ. B. nur deren drei) für die Ausführung einer Arbeit benötigt werden, ist es möglich, die überflüssige Anzahl (z. B. deren zwei) beim Einrichten der Maschine derart zu positionieren, bzw. mit der Steuerung zu kombinieren, daß sie nicht zum Einsatz gelangen.
Im Ständer 51 ist das Rohr 176 befestigt daß durch eine Mutter 177 abgeschlossen ist Das Rohr 176 dient
bo als Führung für die Stange 178, an deren vorderen Ende die Platte 180 befestigt ist die ihrerseits die drei Meßelemente 173,174 und 175 trägt Die im Innern des Rohres 176 untergebrachte Druckfeder 179 drückt die Stange 178 dauernd nach hinten, d. h. in Fig.2 nach
links. Deren Lage wird entweder durch die Mutter 177 oder durch die Spindel 184 bestimmt
An einer Rippe 100 des Schleifschlittens 58 ist ein Synchronstoppmotor 181 befestigt Dieser steht über
die Leitung 250 mit dem Sleuerschrank 221 in Verbindung.
Das auf dem Wellenende des Synchronstoppmotors 181 aufgesetzte Ritzel 182 steht im Eingriff mit dem als Mutter ausgebildeten Zahnrad 183, das mit einem Innengewinde versehen und auf die Spindel 184 aufgeschraubt ist. Das Zahnrad 183 ist im Schleifschlitten 58 drehbar, aber axial nicht verschiebbar gelagert. Die in der Rippe 100 eingeschraubte Stiftschraube 185 verhindert Drehbewegungen an der Spindel 184.
Für das Einrichten der Maschine kann die Spindel 184 (bei nicht im Betrieb stehendem Synchronstoppmotor 181) durch Drehen des Griffes 186 der im Schleifschlitten 58 drehbar gelagerte Welle 187 und des damit verbundenen Zahnrades 188 über das bereits genannte Zahnrad 183 von Hand verstellt werden.
Die Meßelemente 173,174 und 175 (F i g. 5 und 6)
Jedes Meßelement 173, 174 und 175 verfügt über einen induktiven Wegmeßgeber 165 der in Fig.4 dargestellten Art, welcher in eine Spannzange 189 aufgenommen und mit der Mutter 190 festgeklemmt ist. Die Spannzange 189 besitzt an ihrem Umfang ein Mikrometergewinde 191, auf welchem die Skalahülse 192 aufgeschraubt ist. Die Skalahülse 192 wird im Halter mit Hilfe der Druckfeder 195 axial festgehalten. Der Halter 194 seinerseits ist in der Platte 180 eingeschraubt. Durch Drehen der Skalahülse 192 können die Spannzange 189, die Mutter 190 und der eingespannte Wegmeßgeber 165 axial verschoben werden. Mit Hilfe der Skala 193 kann die Lage jedes einzelnen Wegmeßgebers 165 sehr genau festgelegt werden. Somit ist es möglich, die Meßelemente 173,174 und 175 derart zu staffeln (siehe F i g. 5), wie dies für die Zustellschritte Zi, Zi und Zj des Schleifschlittens 58 bei den drei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen notwendig ist.
Staffelung und Einrichten der Meßelemente 173,174und 175(Fig. 2,5bis7)
Wie bereits erwähnt wurde, umfaßt der dem gewählten Ausführungsbeispiel zugrunde liegende Arbeitsprozeß drei Arbeitsgänge, denen gemäß Arbeitsplanung für den automatischen Arbeitsablauf drei in bezug auf ihre Größe genau bestimmte und aufeinander abgestimmte Zustellschritte Zi, Z1 und Z3 zugeordnet sind. Die Meßelemente 173,174 und 175 bzw. die Tester 166 ihrer Wegmeßgeber 165 werden gemäß Arbeitsplanung, d. h. den vorgesehenen Zustellschritten entsprechend gestaffelt angeordnet.
Beim Einrichten wird folgendermaßen vorgegangen:
Im Abschnitt »Einstellung der Meßhebel 158 und 159 bzw. des Meßelementes 164" wurde beschrieben, wie die beiden Meßhebel 158 und 159 in die zum Messen vorgeschriebene Lage eingestellt werden. Die dort genannten Voraussetzungen, nach denen das Muster-Teil 122 auf den Tastern 126 und 127 des ersten Meßtaster-Systems, das Muster-Werkstück 152 zwischen den Spitzen 55 und 56 aufgenommen sind usw., sind auch für die Einstellung des Zustellschritt-Begrenzungssystems gültig.
Der Schleifschlitten 58 wird durch Drehen des Handrades 98 und der Zustellspindel 96 soweit zugestellt, bis die Schleifscheibe 60 spielfrei mit dem Muster-Werkstück 152 im Eingriff steht Sobald dies der Fall ist, wird durch Drehen des Griffes 186 über die Welle 187 und die Zahnräder 188 und 183 die Spindel 184 nach vorn transportiert, bis sie an der Stange 178 zur Anlage kommt. Beim Weiterdrehen wird die Stange 178 samt der Platte 180 mit den Meßelemenien 173,174 und 175 gegen die Anschlagfläche A des Winkelhebels 136 hin verschoben.
Die den Verhältnissen am Muster-Werkstück 152 zugeordnete Stellung der Stange 178 und der Platte 180 ist dann vorhanden, wenn das Meßelement 174 bzw. der Taster 166 des Wegmeßgebers 165 sich in der Mittelstellung befindet, während er an der Anschlagfläehe A anliegt. In dieser Mittelstellung entspricht die vom Wegmeßgeber 165 des Meßelementes 174 abgegebene Spannung der Bezugsspannung, was am elektronischen Meßgerät 223 kontrolliert werden kann.
Wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, entspricht die Lage der Platte 180 jenem Zustand, der nach dem Einrichten und bei idealen Verhältnissen anzutreffen ist. Der nächste, letzte Zustellschritt umfaßt genau die Strecke Zj, d. h. Z2 + jene Distanz, um die der Taster 166 des Meßelementes 175 gegenüber dem Taster 166 des Meßelementes 174 verse'.zt ist.
Korrigierende Maßnahmen beim Paarungsschleifen
Im vorangehenden Abschnitt wurden die Verhältnisse beschrieben, wie sie nach dem Einrichten bzw. bei idealen Voraussetzungen im Zustellmechanismus anzutreffen sind.
Beim Paarungsschleifen ändern sich die Verhältnisse in verschiedener Beziehung.
Sobald auf den Tastern 126 und 127 des ersten Meßtaster-Systems ein Teil 121 mit Innengewinde 123 aufgesetzt wird, dessen Bezugsdurchmesser von jenem des Muster-Teils 122 abweicht, so verändert sich zwangsläufig die Lage der Anschlagfläche A des Winkelhebels 136. Wenn z. B. der Bezugsdurchmesser des Innengewindes 123 am Teil 121 gegenüber dem Muster-Teil 122 zu klein ist, so wird die Anschlagfläche A beispielsweise um den Winkel α im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt. Das diesem Teil 121 zugeordnete Werkstück 151 muß, bezogen auf die Verhältnisse am Muster-Werkstück 152, dünner geschliffen werden. Dementsprechend muß die Schleifscheibe 60 tiefer in das Werkstück 151 eindringen. Infolge der Schrägstellung der Anschlagfläche A kommen die Taster 166 der Wegmeßgeber 165 der Meßelemente 173,174 und 175 später mit ihr in Kontakt, was dieses tiefere Eindringen der Schleifscheibe 60 in das Werkstück 151 bewirkt.
Wenn anderseits die Meßhebel 158 und 159 bzw. die Taster 156 und 157 beim Abtasten des während des zweiten Arbeitsganges geschliffenen Bezugsdurchmessers, infolge diverser Einflüsse (Temperaturen, Durchbiegungen usw.), ein Ergebnis registrieren, das beispielsweise um A D zu groß angezeigt wird, so muß der nächste, letzte Zustellschritt um A -=- größer als geplant
(Z3) ausgeführt werden, damit das Werkstück 151 mit dem Teil 121 gepaart werden kann.
Wenn am elektronischen Meßgerät 223 (Fig.8) festgestellt wird, daß das Werkstück 151 um Δ Dzu groß ist, wird vom elektronischen Meßgerät 223 aus über das Schrittschaltwerk 222 der Synchronstoppmotor 181 in Betrieb gesetzt Der der festgestellten Durchmesserdifferenz A D zugeordnete Zustellbetrag beträgt Δ-γ. Der Synchronstoppmotor 181 dreht sich so lange, bis über die Zahnräder 182 und 183, die Spindel 184, die Stange 178 und die Platte 180 mit den drei Meßelementen 173,
174 und 175 um den Betrag A-=-nach hinten verschoben
sind (siehe F i g. 2 und 5). Der nächste Zustellschritt des Schleifschlittens umfaßt den geplanten Zustellschritt Z\
und den Korrekturbetrag + Δ-j.
Zusammengefaßt ist festzustellen, daß das erste Meßtaster-System als Resultat des Teils 121, die Stellung der Alischlagfläche A bestimmt. Das vom zweiten Meßtaster-Systein am Begrenzungsdurchmesser des Werkstückes 151 ermittelte Resultat wird ausgewertet, indem bei einer festgestellten Differenz gegenüber dem Solldurchmesser, eine dieser Differenz zugeordnete Lagekorrektur der Wegmeßgeber tt>5 der Meßelemente 173, 174 und 175 in bezug auf die Anschlagfläche A vorgenommen wird, was zur Folge hat, daß der letzte Zustellschritt nicht dem geplanten Betrag Zj, sondern einem um den Betrag der Lagekorrektur größeren oder geringeren Betrag entspricht.
Elektrische Ausrüstung (F i g. 8)
Schrittschaltwerk 222
20
Das Schrittschaltwerk 222 stellt eine handelsübliche Vorrichtung dar und sorgt für das Zustandekommen der Schaltungen, die den einzelnen Schaltschritten zugeordnet sind. Das Weiterschalten des Schrittschaltwerkes 222, um jeweils einen Schritt, wird vom Nocken 229 (F i g. 1 und 8), welcher am hin- und hergehenden Tischschlitten 52 verstellbar angeordnet ist, über den Endschalter 227 ausgelöst. Das Schrittschaltwerk 222 jo muß beim beschriebenen Beispiel, entsprechend den drei auszuführenden Arbeitsgängen und Rückläufen des Tischschlittens 52, sechs Stellungen aufweisen. Das Schrittschaltwerk 222 ist im Steuerschrank 221 angeordnet, welcher mit der Leitung 259 am Netz J5 angeschlossen ist.
Am Eingang und am Ausgang des Steuerschrankes 221 sind die nachfolgend beschriebenen elektrischen Leitungen angeschlossen, von denen ein Teil zu der eigentlichen Steuerung der Meßsteuerungs-Einrichtung gehört, während einige ausschließlich der Steuerung der Gewindeschleifmaschine selbst angehören, die je nach Fabrikat der Gewindeschleifmaschine sehr verschieden sein können. Es wuiden deshalb, zwecks besserer Verständlichkeit der Beschreibung des Erfindungsgegenstandes, die elektrischen Verbindungen der bewegungsausführenden Hauptelemente der Gewindeschleifmaschine, die in der Beschreibung erwähnt werden, ebenfalls schematisch dargestellt (F i g. 8).
Am Eingang des Steuerschrankes 221 sind angeschlossen:
— die Leitung 241, welche vom elektrischen Meßgerät 223 zum Schrittschaltwerk 222 im Steuerschrank 221 führt. Je nach Stellung des Schrittschaltwerkes 222,
d. h. in den Stellungen 3, 5 und 1, wird der Meßwert des Wegmeßgebers 165 im Meßelement 173, 174 oder 175 vom Schrittschaltwerk 222 abgenommen. In der Stellung 4 des Schrittschaltwerkes 222 wird zudem noch der Meßwert des Meßelementes 164, welches zur Messung des Außengewindes 153 dient, bo dem Schrittschaltwerk 222 zugeleitet;
— die Leitung 242 vom Endschalter 227 des Nockens 229 für die Auslösung der Schrittschaltungen des Schrittschaltwerkes 222 um jeweils einen Schritt In der Stellung 4 des Schrittschaltwerkes 222 wird zudem der Befehl für die Zustellung der Trommel 144 mit den Tastern 156 und 157 vom Schrittschaltwerk 222 entgegengenommen;
— die Leitung 243 vom Endschalter 228 des Nockens 230 für die Eingabe des Befehls für den Rückzug der Trommel 144 mit den Tastern 156 und 157 sowie des Befehls für die Betätigung des Synchronstoppmotors 181, für die Ausführung der Korrekturbewegung des Zustellschrittbegrenzungssystems, an das Schrittschaltwerk 222;
— die Leitung 244 vom Endschalter 92 der Umsteuerung des Tischschlittens 52 in den Arbeitsgang, wobei diese Leitung 244 nicht über das Schrittschaltwerk 222 geführt wird;
— die Leitung 245 vom Endschalter 93 der Umsteuerung des Tischschlittens in den Rücklauf, wobei diese Leitung 245 nicht über das Schrittschaltwerk 222 geführt wird;
— die Leitung 246 von der zu der Gewindeschleifmaschine gehörigen Steuerung.
Vom Ausgang des Steuerschrankes 221 führen weg:
— die Leitung 247 vom Schrittschaltwerk 222 zum Magnet-Schieberventil 288 des Hydraulik-Aggregates 281, welches in der Stellung 4 des Schrittschaltwerkes 222, ausgelöst durch den Nocken 229 und den Endschalter 227, die hydraulisch betätigte Zustellung der Trommel 144 mit den Tastern 156 und 157 auslöst;
— die Leitung 248 vom Schrittschaltwerk 222 zum Magnet-Schieberventil 289 des Hydraulik-Aggregats 281, welches in der Stellung 1, ausgelöst durch die Betätigung einer Starttaste, die Betätigung der hydraulischen Klemmeinrichtung für den Doppelhebel 141 bewirkt;
— die Leitung 249 zum Synchronstoppmotor 62 für die Verschiebung des Schleifschlittens 58, die von den Endanschlägen 89 und 90 bzw. vom Umsteuerhebel 91 ausgelöst wird. Diese Leitung 249 führt nicht über das Schrittschaltwerk 222;
— die Leitung 250 vom Schrittschaltwerk 222 zum Synchronstoppmotor 181 für die Ausführung der Korrekturbewegung des Zustellschritt-Begrenzungssystems, welche in der Stellung 4 des Schrittschaltwerkes 222, ausgelöst durch den Nokken 230 bzw. Endschalter 228, stattfindet;
— die Leitung 251 zu der eigenen Steuerung der Gewindeiichleifmaschine;
— die Leitung 252 zur Arbeitsgang-Magnetkupplung 67 für die Umsteuerung des Tischschlittens 52 in den Arbeitsgang. Die Betätigung der Arbeitsgang-Magnetkupplung 67 wird durch die Endanschläge 89 und 90 und den Umsteuerhebel 91 ausgelöst. Diese Leitung 252 führt nicht über das Schrittschaltwerk 222;
— die Leitung 253 zur Rücklauf-Magnetkupplung 68 für die Umsteuerung des Tischschlittens 52 in den Rücklauf. Die Betätigung der Rücklauf-Magnetkupplung 68 wird durch die Endanschläge 89 und 90 und den Umsteuerhebel 91 ausgelöst. Diese Leitung 253 führt nicht über das Schrittschaltwerk 222.
Elektronisches Meßgerät 223
Das elektronische Meßgerät 223 ist ein handelsübliches Produkt, welches die Differenz von zwei zugeführten Spannungen bilden bzw. diese Spannungen miteinander vergleichen kann. In der vorliegenden Meßsteuerungs-Einrichtung dient dieses Gerät für die Vergleichung der Spannungen von zwei induktiven Wegmeßgebern 165, die in den Meßelementen 164,173, 174, 175 und 224 eingebaut sind und je nach Stand des Schleifzyklus entsprechend zusammengeschaltet wer-
den. Das Meßelement 224 (F i g. 8), welches aus einem induktiven Wegmeßgeber 165, einem Halter 225 und einer Einstellschraube 226 besteht, ist dabei für die Abgabe einer Bezugsspannung bestimmt Als Bezugsspannung wird diejenige Spannung gewählt, weiche ungefähr die Mittelstellung des Meßhubes des induktiven Wegmeßgebers 165 entspricht, wobei die Einstellung des Meßelements 224 mit Hilfe der Einsteilschraube 226 erfolgt, die so verstellt wird, bis der Zeigerausschlag des elektronischen Meßgerätes 223 sich in der Mitte befindet.
Beim Arbeiten der Meßsteuerungs-Einrichtung vergleicht das elektronische Meßgerät 223 einerseits die Spannung, die von demjenigen Meßelement 173, 174 oder 175 abgegeben wird, welches gerade für die Steuerung der entsprechenden Zustellbewegung des Schieifschlittens 58 benutzt wird, mit der Bezugsspannung des Meßelements 224 und anderseits die abgegebene Spannung des Meßelements 164 des zweiten Meßtaster-Systems, mit welchem der Bezugsdurchmesser des zu schleifenden Außengewindes 153 während oder nach dem 2. Arbeitsgang gemessen wird, mit der abgegebenen Spannung des Meßelements 174, welches durch die vorher erfolgte Zustellung des Schleifschlittens 58 in eine solche Stellung seines Meßhubes gebracht wurde, daß es nun eine Spannung abgibt, die der Bezugsspannung entspricht, und in diesem Fall auch als Bezugsspannung verwendet wird.
Bei der Ausführung der einzelnen Zustellschritte wird der Schleifschlitten 58 samt dem Zustellschritt-Begrenzungssysten, d. h. zusammen mit den drei Meßelementen 173, 174 und 175 so lange verschoben, bis das elektronische Mebgerät 223 zwischen dem Meßelement 224 mit der Bezugsspannung und dem gerade in Funktion stehenden Meßelement 173, 174 oder 175 keine Spannungsdifferenz mehr feststellen kann, d. h. bis der Taster 166 des entsprechenden Meßelements 173, 174 oder 175 auf der Anschlagfläche A des Winkelhebels 136 aufläuft und bis in die Mitte seines Meßhubes gedruckt wird. d. h. bis die abgegebene Spannung des entsprechenden Meßelementes 173,174 oder 175 genau der Bezugsspannung entspricht.
Wenn dagegen das elektronische Meßgerät 223 beim Messen des Außengewindes 153, welches während oder nach dem 2. Arbeitsgang stattfindet, eine Differenz zwischen den Spannungen des Meßelementes 164 des zweiten Meßtaster-Systems und dem entsprechenden Meßelement 174 feststellt, wird das Zustellschritt-Begrenzungssystem mit den drei Meßelementen 173, 174 und 175 mit Hilfe des Synchronstoppmotors 181 im Schleifschlitten 58 so lange verschoben, bi? das Meßelement 174 dieselbe Spannung abgibt, wie Gas Meßelement 164, welches zum Messen des Außengewindes 153 verwendet wird.
Das elektronische Meßgerät 223 und das separate Meßelement 224 für die Erzeugung der Bezugsspannung können außerhalb der Gewindeschleifmaschinc angeordnet sein.
Für die Verbindungen zwischen dem elektronischen Meßgerät 223 und den erwähnten Meßelementen 164, 173,174,175 und 224 dienen die Leitungen 254,256,257, 258 und 255. Das elektronische Meßgerät 223 ist über die Leitung 261 am Netz angeschlossen.
Hydraulik-Aggregat(F ig. 8)
Das zur Paarungs-Meßsteuerung gehörende Hydraulik-Aggregat 281 umfaßt den öltank 282, das Filter 283. den Pumpenmotor 284, die Pumpe 285, das Manometer
286, das Druckbegrenzungsventil 287 urid die beiden Magnet-Schieberventile 238 und 289. Der Pumpenmotor 284 ist über die elektrische Leitung 262 am Netz angeschlossen.
Vom Hydraulik-Aggregat 281 führt einerseits die Ölleitung 291 über das Magnet-Schieberventil 289 und von da durch die Ölleitung 293 in die Kammer des Gehäuses 142 der hydraulisch betätigbaren Klemmeinrichtung für den Doppelhebel 141, und andererseits führt die Ölleitung 291 über das Magnet-Schieberventil 288 und von da durch die Ölleitung 292 in die Kammer des Gehäuses 147 für die hydraulisch betätigbare Zustellung der Trommel 144 mit den Tastern 156 und 157. Die beiden Ölleitungen 294 und 295 dienen als Rückleitungen von den entsprechenden Magnet-Schieberventilen 288 und 289 in den Öltank 282.
Funktioiisablauf beim Paarungsschleifen eines
Außengewindes, passend zu einem fertig
bearbeiteten Innengewinde in drei Arbeitsgängen
Voraussetzungen
Die Gewindeschleifmaschine und die Meßsteuerungs-Einrichtung sind vor dem Beginn der Arbeit gemäß den Angaben einzurichten,die in den Abschnitten:
— Einstellung d r Meßhebel 158 und 159 bzw. des Meßelementes 164 und
— Staffelung und Einrichtung der Meßclementc 173, 174 und 175 zu finden sind.
An der zum Schleifen bereiten Gewindeschleifmaschine befinden sich:
— der Tischschlitten 52 in der linken Endstellung,
— der Schleifschlitten 58 in der hinteren Endstellung,
— die Trommel 144 mit den Meßtastern 156 und 157 in der Ruhestellung.
— das Hydraulik-Aggregat 281 im Betrieb und
— das Schrittschaltwerk 222 in der Stellung 1.
Der nachfolgend beschriebene Ablauf ist in der F i g. S graphisch dargestellt.
Ablauffolge (F ig. 9)
Punkt 11 Einspannen des Werkstückes 151 mit dem zu schleifenden Außengewinde 153 zwischen den Spitzen 55 und 56.
Aufstecken des Teils 121 mit dem fertig bearbeiteten Innengewinde 123 auf die Taster 126 und 127 des ersten Meßtaster-Systems. Abtasten des Bezugsdurchmessen und entsprechende automatische Positionierung der Anschlagfläche A des Winkelhebels 136.
Betätigung der START-Taste. Es werder folgende Funktionen ausgelöst: Speicherung des Bezugsdurchmessers am Innengewinde durch Klemmung des Winkelhebels 136 Magnet-Schieberventil 289 wird geöffnet Drucköl strömt über die Leitung 291, da; Magnet-Schieberventil 289 und die Leitung 293 in die Kammer des Gehäuses 142 wodurch der Kolben 143 (F i g. 2a) der Doppelhebel 141 einklemmt.
Sobald diese Phase abgeschlossen ist, kanr bereits das Teil 121 von den Tastern 126 unc 127 weggenommen und durch ein andere: ersetzt werden.
Erster Zustellschriu Z\ mit dem Schleifschlit ten. Der Synchronstoppmotor 62 wird it Betrieb gesetzt. Er dreht über die Zahnräde;
94 und 95 die Zustellspindel 96. Die bereits rotierende Schleifscheibe 60 wird an das Werkstück 151 herangeführt
Punkt \2 Die Zustellbewegung des Schleifschlittens 58 kommt zum Abschluß bzw. der Synchronstoppmotor 62 wird gestoppt, wenn der Taster 166 des Meßelementes 173 auf die Anschlagfläche A drückt und sich in der Mittelstellung seines Meßhubes befindet (Spannungsdifferenz 0). Der Zustellschritt Z\ ist vollzogen. Der Tischschlitten 52 startet zum 1. Arbeitsgang von links nach rechts.
Das Werkstück 151 wird vom Elektromotor 64 aus über die Zahnräder 65 und 66, die eingerückte Arbeitsgang-Magnetkupplung 67, die Zahnräder 69, 70 und 71, die vier Wechselräder 72, 73, 74 und 75, die Zahnräder 76 und 77, die Zugspindel 78, das Schieberad 79, das Zahnrad 80, die Arbeitsspindel 81 und den Mitnehmer 54 in Drehung versetzt.
Die Verschiebung des Tischschlittens 52 erfolgt wiederum vom Elektromotor 64 aus über die Zahnräder 65 und 66, die eingerückte Arbeitsgang-Magnetkupplung 67, die Zahnräder 69, 70, 82 und 83, die Leitspindel 84 und die Leitspindelmutter 85.
Punkt 13 Der Nocken am Tischschlitten 229 verursacht einen Schaltschritt am Schrittschaltwerk 222 von Stellung 1 auf Stellung 2. ω
Punkt 14 Ende des 1. Arbeitsganges des Tischschlittens 52. Der Endanschlag 90 am Tischschlitten 52 dreht den Umsteuerhebel 91, wodurch der Enschalter 93 betätigt wird.
Der Synchronstoppmotor 62 wird in Betrieb gesetzt und bringt den Schleifschlitten 58 in die Ausgangsstellung zurück.
Punki 15 Der Rückzug des Schleifschlittens 58 ist abgeschlossen, wenn der Synchronstoppmotor 62 durch den Endschalter 99 stillgesetzt wird.
Der Tischschlitten 52 beginnt ebenfalls in die Ausgangsstellung zurückzufahren, von rechts nach links.
Beim Rücklauf des Tischschlittens 52 und dem Rückwärtsdrehen des Werkstückes 151 ist die Rücklauf-Magnetkupplung 68 eingerückt, und die Arbeitsgang-Magnetkupplung 67 ausgerückt. Dadurch erfolgt eine Umkehrung des Drehsinnes des Antriebes des Tischschlittens 52 und des Werkstückes 153. Der Antrieb durch den Elektromotor 64 erfolgt dabei über das Zahnrad 86, das Zwischenrad 87, das Zahnrad 88 und von da auf das Zahnrad 69, welches nun gegenüber vorher einen umgekehrten Drehsinn aufweist. Die weitere Übertragung erfolgt ab Zahnrad 69 nach der unter Punkt 12 beschriebenen Weise, wie sie für den Arbeitsgang des Tischschlittens 52 erläutert bo wurde.
Punkt 16 Der Nocken 229 am Tischschlitten 52 verursacht einen Schalterschritt am Schrittschaltwerk 222 von Stellung 2 auf Stellung 3. Schaltung des Meßelementes 174 des Zu- „5 stellschritt-Begrenzungssystems auf das elektronische Meßgerät 223.
Punkt 17 Ende des 1. Rücklaufes des Tischschlittens
52. Der Endanschlag 89 am Tischschlitten 52 dreht den Umsteuerhebel 91, wodurch der Endschalter 92 betätigt wird. Die Rücklauf-Magnetkupplung 68 wird ausgerückt.
Der Synchronstoppmotor 62 wir in Betrieb gesetzt und bringt den Schleifschlitten 58 in die Arbeitsstellung.
Punkt 18 Die Zustellbewegung des Schleifschlittens 58 kommt zum Abschluß; der Synchronstoppmotor 62 wird gestoppt, sobald der Taster 166 des Meßelementes 174 auf die Anschlagfläche A drückt und sich in der Mittelstellung seines Meßhubes befindet Der Zustellschrtt Zi ist abgeschlossen.
Der Tischschlitten 52 startet zum 2. Arbeitsgang von links nach rechts. Antrieb des Werkstückes 151 und Verschiebung des Tischschlittens 52 analog Punkt 12.
Punkt 19 Der Nocken 229 am Tischschlitten 52 verursacht einen Schaltschritt am Schrittschaltwerk 222 von Stellung 3 auf Stellung 4. Das Magnet-Schieberventil 288 wird geöffnet Drucköl strömt aus der Ölleitung 291 über das Magnet-Schieberventil 288 und über die Leitung 292 in die Kammer des Gehäuses 147. Der Kolben 148 drückt die Trommel 144 mit den Meßhebeln 158 und 159 in die Meßstellung. Die Taster 156 und 157 berühren den Bezugsdurchmesser am Werkstück 151. Das vom Wegmeßgeber 165 des Meßelementes 164 festgestellte Resultat wird dem elektronischen Meßgerät 223 mitgeteilt und sofort ausgewertet.
Punkt 20 Als Auswertung der Messung wird die am elektronischen Meßgerät 223 festgestellte Abweichung gegenüber dem Sollmaß am Zustell-Begrenzungssystem als Korrektor des letzten Zustellschrittes Zi mitgeteilt.
Der Synchronstoppmotor 181 wird vom Nocken 230 am Tischschlitten 52 aus in Betrieb gesetzt. Er bewirkt über die Zahnräder 182 und 183 eine Längsverschiebung der Spindel 184, der Stange 178 und der Platte 180 mit den Meßelementen 173,174 und 175. Der Synchronstoppmotor 181 steht still bzw. die Längsverschiebung kommt zum Abschluß, sobald die bei oder nach der Messung am elektronischen Meßgerät 223 festgestellte Spannungsdifferenz zwischen den Meßelementen 164 und 174 ausgeglichen ist.
Der Nocken 230 am Tischschlitten 52 bewirkt auch die Schließung des Magnet-Schieberventils 288, wobei die Leitung 292 mit der Ablaufleitung 294 verbunden wird. Die Federn 145 und 146 ziehen die Trommel 144 mit den Meßhebeln 158 und 159 in die Ruhelage zurück. Das aus der Kammer des Gehäuses 147 verdrängte öl kann über die Leitung 292, das Magnet-Schieberventil 288 und die Leitung 294 in den Öltank 282 zurückfließen.
Punkt 21 Ende des 2. Arbeitsganges des Tischschlittens 52. Der Endanschlag 90 am Tischschlitten 52 dreht den Umsteuerhebel 91, wodurch der Endschalter betätigt wird.
Der Synchronstoppmotor 62 wird in Betrieb gesetzt und bringt den Schleifschlitten 58 in die Ausgangsstellung zurück.
Punkt 22 der Rückzug des Schleifschlittens 58 ist abgeschlossen, wenn der Synchronstoppmotor 62 durch den Enschalter 99 stillgesetzt wird.
Der Tischschlitten 52 beginnt ebenfalls in die Ausgangsstellung zurückzufahren. Die Rücklauf-Magnetkupplung 68 ist eingerückt, die Arbeitsgang-Magnetkupplung 67 ausgerückt (siehe auch Punkt 15).
Punkt 23 Der Nocken 229 am TischschJitten 52 verursacht einen Schalterschritt am Schaltwerk 222 von Stellung 4 auf Stellung 5.
Schaltung des Meßelementes 175 des Zustellschrittbegrenzungssystems auf das elektronische Meßgerät 223.
Punkt 24 Ende des 2. Rücklaufes des Tischschlittens 52. Der Endanschlag 89 am Tischschlitten 52 dreht den Umsteuerhebel 91, wodurch der Endschalter 92 betätigt wird. Die Rücklauf-Magnetkupplung 68 wird ausgerückt Der Synchronstoppmotor 62 wird in Betrieb gesetzt und bringt den Schleifschlitten 58 in die Arbeitsstellung.
Punkt 25 Die letzte Zustellbewegung des Schleifschlittens 58 kommt zum Abschluß. Der Synchronstoppmotor 62 wird gestoppt, sobald der Taster 166 des Meßelementes 175 auf die Anschlagfläche A drückt und sich in der Mittelstellung seines Meßhubes befindet. Der letzte Zustellschritt (Z3 ± Korrektur) ist vollzogen.
Der Tischschlitten 52 startet zu seinem 3. (letzten) Arbeitsgang von links nach rechts. Der Antrieb des Werkstückes 151 und die Verschiebung des Tischschlittens 52 erfolgt analog Punkt 12.
Punkt 26 Der Nocken 229 am Tischschlitten 52 verursacht einen Schalterschritt am Schrittschaltwerk 222 von Stellung 5 auf Stellung 6.
Punkt 27 Ende des 3. (letzten) Arbeitsganges des Tischschlittens (52). Der Endanschlag 90 am Tischschlitten 52 dreht den Umsteuerhebel 91, wodurch der Endschalter 93 betätigt wird.
Der Synchronstoppmotor 62 wird in Betrieb gesetzt und bringt den Schleifschlitten 58 in die Ausgangsstellung zurück.
Punkt 28 Der Rückzug des Schleifschlittens 58 ist abgeschlossen, wenn der Synchronstoppmotor 62 durch den Endschalter 99 stillgesetzt wird.
Der Tischschlitten 52 beginnt ebenfalls in die Ausgangslage zurückzufahren. Die Rücklauf-Magnetkupplung 68 ist eingerückt, die Arbeitsgang-Magnetkupplung 67 ausgerückt (siehe auch Punkt 15).
Punkt 29 Der Nocken 229 am Tischschlitten 52 verursacht einen Schalterschritt am Schrittschaltwerk 222 von Stellung 6 auf die Stellung 1, d. h. auf die Ausgangsstellung des bo Schrittschaltwerkes 222.
Schaltung des Meßelementes 173 des Zustellschritt-Begrenzungssystems auf das elektronische Meßgerät 223.
Das Magnet-Schieberventil 289 wird geöffnet und die Leitung 293 mit der Ablaufleitung 295 verbunden. Die Klemmung des Doppelhebels 141 ist damit aufgehoben.
Punkt 11 Ende des 3. Rücklaufes des Tischschlittens 52. Sobald der Endanschlag 89 über den Umsteuerhebel 91 den Endschalter 93 betätigt, wird der Tischschlituen 52 stillgesetzt
Das Werkstück 151 kann entfernt werden.
Das dem Werkstück 151 zugeordnete Teil 121 mit Innengewinde 123 wird spätestens jetzt entfernt, sofern man es nicht vorgezogen hat diesen Wechsel früher zu besorgen. Die Möglichkeit dies zu stun besteht ab Beginn des 1. Arbeitsganges (Punkt 12).
Ende der Arbeitsfolge, Beginn einer neuen Arbeitsfolge wie vorstehend beschrieben.
Das Klemmen des Doppelhebels 141 erfolgt beim beschriebenen Ausfühntngsbeispiel mit Hilfe hydraulisch betätigter Mittel. Die Einrichtung ist zudem derart in den Steuerzyklus eingebaut daß das Klemmen und Lösen des Doppelhebel» 141 bzw. die Blockierung und Freigabe des ersten Meßtaster-Systems dann erfolgt wenn es innerhalb der beobachteten Ablauffolge am zweckmäßigsten ist Selbstverständlich kann der Doppelhebel 141 aber auch mit andern, z. B. rein mechanischen Mitteln blockiert und freigegeben werden. Ferner ist es nicht notwendig, daß Blockieren und Lösen selbsttätig, d. h. ohne Mitwirkung des Bedienungspersonals vornehmen zu lassen. Die Einrichtungen (hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch betätigte) können ohne weiteres so angebracht werden, daß sie das Bedienungspersonal von Hand bedienen können.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden Meßelemente verwendet, die mit elektrischen Wegmeßgebern 165 bestückt sind. Es ist aber auch durchaus möglich, die damit innerhalb des Steuersystems und des Steuerzyklus zu erfüllenden Funktionen mit pneumatisch arbeitenden Wegmeßgebern zu betätigen.
Bei Gewindeschleifmaschinen, die für Serienarbeit eingerichtet sind, erfolgt das Abrichten der Schleifscheibe 60 vielfach mit automatisch arbeitenden Abrichtvorrichtungen. In einem geeigneten Zeitpunkt, z. B. zu Beginn eines Rücklaufes des Tischschlittens, wird dabei die Abrich (vorrichtung um einen im voraus festgelegten Betrag radial zur Schleifscheibenachse zugestellt bzw. dieser Betrag an der Schleifscheibe 60, während des Rücklaufes des Tischschlittens 52, z. B. mit Hilfe von Diamant-Werkzeugen abgetragen. Damit die Schleifscheibe 60 bei Beginn des nächsten Arbeitsganges wieder korrekt mit dem Werkstück 151 in Eingriff kommt, ist es notwendig, den Schleifschlitten 58 bei der nächsten Zustellbewegung zusätzlich um den an der Abrichtvorrichtung zugestellten Betrag gegen das Werkstück hin zu verschieben bzw. die beim Abrichten an der Schleifscheibe 60 verursachte Abnutzung durch eine entsprechende Lageveränderung des Schleifschlittens 58 zu kompensieren.
Die im vorliegenen Beispiel gezeigten Mittel, die primär für das Zustellen der Schleifscheibe beim Paarungsschleifen entwickelt wurden, können ohne Mehraufwand auch für den Vollzug der Abrichtkompensation verwendet werden. Beim Auslösen des Abrichtvorganges würde dem Synchronstoppmotor 181 von den Zustellorganen der Abrichtvorrichtung ein Kommando für den Vollzug einer Längsverschiebung nach hinten der Spindel 184, der Stange 178, der Platte 180 mit den Meßelementen 173, 174 und 175, um den Betrag einer Strecke erteilt, die dem an der Abrichtvorrichtung radial zugestellten Betrag entspricht. Der
nächste Zustellschritt des Schleifschlittens 58 könnte bei
I 19
g1' diesen Verhältnissen beispielsweise vor Beginn des
|f letzten Arbeitsganges aus folgenden Teilbeträgen
§§ zusammengesetzt sein:
H Abrichtkompensationsbetrag
l| +geplanter Zustellschritt Z3
I* ± Korrekturbetrag.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Meßsteuereinrichtung für die Schleifschlittenzustellung an einer Gewindeschleifmaschine zum Paarungsschleifen von Gewinden im Längsschleifverfahren mit mindestens zwei Durchgängen, d. h. zum Schleifen von zu bereits fertig bearbeiteten Innengewinden von Teilen paarigen Außengewinden an von der Maschine aufgenommenen Werkstücken auf eine vorbestimmte Passung, bestehend aus einem Meßtastersystem mit einem radial an das Innengewinde des an der Maschine ortsfest angeordneten Teils verschiebbaren Taster zar Messung des Ist-Maßes am Bezugsdurchmesser des Innengewindes, wobei die Meßstellung des Tasters ein Maß für den Verstellweg des Schleifschlittens auf das Werkstück zu darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Meßtastersystem (126 bis 136) die Stellung einer am Maschinenständer (51) verstellbar gelagerten Anschlagfläche (A) steuerbar ist, gegenüber welcher eine Mehrzahl von einstellbaren, den Verstellweg des Schleifschlittens (58) bestimmenden Meßelementen (173 bis 175) auf einem am Ständer (51) verschiebbaren Träger (178, 180) angeordnet sind und daß ein weiteres den Bezugsdurchmesser am zu schleifenden Außengewinde abfühlendes Meßtastersystem (144 bis 164) vorgesehen ist, durch das die Lage des Trägers (178, 180) über ein im Schleifschlitten (58) angeordnetes Steuerelement (184) verstellbar ist
2. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Meßtastersystem (144 bis 164) Meßhebel (158,159) mit diametral am Werkstück (151) angreifenden Tastern (156,157) aufweist und daß die am Werkstück (151) angreifenden Taster (156, 157) über die Meßhebel (158, 159) und über ein Gestänge (138, 141) mit dem am Innengewinde angreifenden Taster (127) gekoppelt sind.
3. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßhebel (158, 159) über Federgelenke (160, 161) mit zugeordneten Führungsbolzen (162, 163) verbunden sind und die letzteren dreh- und längsverschiebbar in einer am Maschinenständer (51) zum Werkstück (151) vorschiebbaren Trommel (144) geführt sind.
4. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Lage der Anschlagfläche (A) bestimmender Hebel (141) des Gestänges (138,141) feststellbar ist.
DE19722246023 1971-10-01 1972-09-20 Meßsteuereinrichtung für die Schleif schlittenzustellung an einer Gewindeschleifmaschine zum Paarungsschleifen von Gewinden im LängsschleifVerfahren Expired DE2246023C3 (de)

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