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Einrichtung zum Profilschleifen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zum Bearbeiten eines Körpers mit einem an den Körper anzudrückenden Bearbeitungsmittel.
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Bei der Druckabtastung hat sich gezeigt, daß der einen Diamanten enthaltende
Führungs- oder Abtastkörper nach einer längeren Benutzungsdauer verschleißt und
die Qualität der abgetasteten Signale nicht mehr einwandfrei ist. Deshalb wird der
Führungs- oder Abtastkörper in den Abeitspausen nachgeschliffen.
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Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse den Aufzeichnungsträger
während des Profilschleifens durch eine Schleiffolie zu ersetzen (DT-OS 2 053 866).
Außerdem ist
vorgeschlagen worden, eine Einrichtung zum Profilschleifen
im Gerät selbst unter dem in Ruhestellung befindlichen Führungs- oder Abtastkörper
anzuordnen (Patentanmeldung P 21 05 858). Für das Profilschleifen des Führungs-
bzw.
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Abtastkörpers reicht eine Auflagekraft wie im Führungs- oder Abtastbetrieb
wegen der erwünschten Kürze der Schleifzeit nicht aus. Denkbar wäre es, den Trägerarm,
an dem der Führungs- oder Abtastkörper befestigt ist, über ein federndes Element,
z.B. aus Gummi, gegen ein ortsfestes Gestell abzustützen. Diese Anordnung hat jedoch
gezeigt, daß sich beim Profilschleifen keine definierten Verhältnisse ergeben. Die
Auflagekraft verändert sich im Laufe der Zeit und sie ist auch nicht genau einstellbar.
Eine geringfügige Höhenverstellung der Schleiffolie hat bereits eine enorme Veränderung
der Auflagekraft des Abtastkörpers auf der Schleiffolie zur Folge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen,
mit welcher sich eine im wesentlichen lageunabhängige Auflagekraft bei der Bearbeitung
erzielen läßt.
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Die Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichnete Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß eine konstante Kraft beim Profilschleifen einstellbar ist durch die Dimensionierung
des Hohlkörpers und durch
den Siedepunkt der verwendeten Flüssigkeit.
Außerdem bleibt die eingestellte Kraft von Alterungserscheinungen unbeeinflußt.
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Die Erfindung ist besonders zum Schleifen von Abtastkörpern bei der
Druckabtastung geeignet. Deshalb wird die Erfindung nachstehend anhand eines Druckantasters
näher erläutert. Die Ausführuqpbeispiele stellen dabei Prinzipbeispiele dar.
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In Fig. 1 ist eine früher bereits vorgeschlagene Anordnung eines Druckabtasters
dargestellt.
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Fig. 2 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm dieser vorgeschlagenen Anordnung,
in Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt.
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Fig. 4 ze# das Kraft-Weg-Diagramm dieser Einrichtung.
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In Fig. 1 ist ein Trägerarm 1 mit seinem einen Ende in einem Gestell
2 gelagert. Am anderen Ende des Trägerarm 1 befindet sich ein einen Diamanten enthaltender
Abtastkörper 3. Zwischen dem Trägerarm 1 und dem Gestell 2 ist zur Dämpfung des
Systems in der Nähe des Abtastkörpers 3 ein Dämpfungsring 4 angeordnet.
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Ebenfalls zwischen dem Trägerarm 1 und dem Gestell 2 befindet sich
ein federndes Element 5, das am Gestell 2 befestigt ist und sich in einem gewissen
Abstand A über dem rägerarm befindet, damit das federnde Element beim Abtasten nicht
wirksam ist. Dem Abtastkörper 3 ist eine Schleifscheibe 6 zum Schleifen seines Profils
zugeordnet. Diese Schleifscheibe 6 kann im Gerät z.B. unterhalb der Ruhestellung
des Abtastkörpers
angeordnet sein.
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Die Arbeitsweise des Systems soll anhand des Diagramms in der Fig.
2 erläutert werden. Auf der Abszisse ist der Weg S und auf der Koordinate die Kraft
F aufgetragen, mit welcher die Schleifscheibe auf den Abtastkörper drückt. Beim
Profilschleifen wird der Abtastkörper 3 in Richtung P
gegen die Schleifscheibe 6 gedrückt, wobei der Dämpfung ring 4 zunächst zusammengedrückt
wird bis der Trägerarm 1 das federnde Element 5 berührt. Im Diagramm ist dieser
Vorgang an dem schwach ansteigenden geraden Kurvenverlauf ersichtlich. Die steiler
verlaufende Kurve nach dem Knickpunkt A1 im Diagramm der Fig. 2 gibt den Bereich
an, in dem in der Fig. 1 der Trägerarm 1 beim Profilschleifen, z.B.
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durch Anheben der Schleifscheibe 6, das federnde Element 5 gegen das
feste Gestell 2 drückt. Der Weg, der dabei zurückgelegt wird, bedingt durch die
Eigenschaften des federnden Elementes 5, erfordert eine stetig ansteigende Kraft.
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In Fig. 3 wird der gleiche Druckabtaster verwendet, wie in der Fig.
1 beschrieben, jedoch wird anstelle des federnden Elementes ein geschlossener Hohlkörper
5a verwendet, der aus einem nachgiebigen, nicht federnden Material besteht und der-teilweise
mit einer Flüssigkeit, z.B. Äther, gefüllt ist, die bei Zimmertemperatur einen gewünschten
Dampfdruck hat, der größer als der Atmosphärendruck ist. Der Hohlkörper 5a ist ebenfalls
am Gestell 2 befestigt und seine Unterseite
befindet sich im genannten
Abstand A über dem Trägerarm.
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Dieser Abstand kann dadurch eingehalten werden, daß die Unterseite
auf einem Anschlag aufliegt oder der vertikale Hub der Unterseite nach unten auf
irgend eine andere Weise begrenzt ist.
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Im Diagramm der Fig. 4 ist die Wirkungsweise des mit einem Hohlkörper
5a ausgerüsteten Druckabtasters beim Profilschleifen dargestellt. Wie in Fig. 2
zeigt der schwach ansteigende Kurvenverlauf den Verlauf der Kraft F in Abhängigkeit
vom Weg S, den der Abtastkörper zunächst infolge is Andrückens der Schleifscheibe
6 gegen den Abtastkörper zurücklegt, wobei der Dämpfungsring 4 zusammengedrückt
wird. Der auf den Knick bei A2folgende, senkrechte Teil der Kurve entspricht der
zusätzlich von der Schleifscheibe auf den Abtastkörper auszuübenden Kraft zur Überwindung
der von der Unterseite des Hohlkörpers 5a auf deren Anschlag ausgeübte Kraft, die
ihre Ursache in dem gegenüber dem Umgebungsdruck größeren Dampfdruck im Inneren
des Hohlkörpers hat. Erst wenn die auf den Anschlag ausgeübte Kraft überwunden ist,
beginnt die Verformung des Hohlkörpers 5a. Die zusätzlich auszuübende Kraft ist
erforderlich, um die für die Verkürzung der Schleifzeit erwünschte höhere Kraft
oberhalb des vertikalen Kurventeiles zu gewinnen. Im Anschluß an den senkrechten
Kurventeil folgt ein parallel zum ersten Kurventeil verlaufender dritter Kurventeil.
Bei diesem tritt gemäß der der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis eine vom Weg
d knàbhängige Kraft F auf, die den
Abtastkörper 3 gegen die Schleifscheibe
6 drückt. Dies wird dadurch bewirkt, daß beim Zusammendrücken des Hohlkörpers 5a
der über der Flüssigkeit 7 befindliche Dampf 8 kondensiert, so daß die Gegenkraft
des Hohlkörpers 5a nicht zunimmt. Wäre der Hohlkörper 5a dagegen beispielsweise
mit Luft gefüllt, so würde beim Zusammendrücken des Hohlkörpers die Gegenkraft zunehmen
und der Kurvenverlauf wesentlich stärker ansteigen als der erste Kurventeil. Diese
Eigenschaft sollte aber gerade vermieden werden.
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Durch die Dimensionierung des Hohlkörpers 5a und durch den Siedepunkt
der verwendeten Flüssigkeit ist eine Einstellung
der Stufenhöhe zwischen dem ersten und dritten Kurventeil möglich. Diese Einstellung
ist von Änderungen durch Alterungserscheinungen unbeeinflußbar.
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Bei der soweit beschriebenen Anordnung wird zum Profilschleifen die
Schleifscheibe 6 durch eine Kraft in Richtung auf den Abtastkörper 3 bewegt, jedoch
ist auch eine umgekehrte Bewegung möglich, bei der der Abtastkörper 3
zur Schleifscheibe 6 hin bewegt wird.
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Bei der im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Anordnung enthielt
der Hohlkörper 5a schon vor der Berührung durch den Trägerarm 1 Flüssigkeit und
Dampf (jedoch keine Luft!).
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Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß ein Hohlkörper, bei
dem die Bewegung seiner Unterseite nach unten nicht
begrenzt ist,
zunächst nur mit Dampf gefüllt ist, der zunächst beim Aufwärtsbewegen der Unterseite
des Hohlkörpers komprimiert wird. Der vertikale Kurventeil der Fig. 4 wird in diesem
Fall zu einem Teil einer Hyperbelkurve gekrümmt. Bei Erreichen des Kondensationspunktes
entspricht der Kurvenverlauf für diese Ausführungsform dem dritten Teil der Kurve
nach Fig. 4.