DE2812463A1 - Innenrichtmaschine fuer praezisionsbohrungen, insbesondere in gewehrlaeufen - Google Patents

Description

• Innenrichtmaschine für Präzisluns-
• bohrungen, insbesondere in Gewehrläufen.
• Die Erfindung betrifft eine Innenrichtmaschine nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.
• Bisher wurde das Innenrichten von Gewehrläufen ausschließlich manuell durch besonders geschulte Fachleute vorgenommen, wobei diese die Geradlinigkeit der Bohrung mit Hilfe eines in die Bohrung eingeführten Kalibers beim Durchschauen durch die Bohrung anhand des dabei erkennbaren Schattenbildes beurteilen mußten. Anhand der Form des entsprechenddm Iichtverhältnissen sich im Lauf abzeichnenden Schattenbildes kann festgestellt werden, wo die jeweiligen, durch den Richtvorgang zu beseitigenden Krümmungen liegen. Mit Hilfe einer mechanischen Richtpresse 7 deren Richtstempel quer zur Längsbohrung zustellbar Ist, und verstellbarer Richtstützen mußte seither die Richtperson, gestützt auf jahrelange Erfahrungen an der richtigen Stelle mit dem richtigen Richtstützenabstand den Gewehrlauf exakt gerade zu biegen versuchen, wobei die mechanische Durchbiegung des Gewehrlaufes über den elastischen Bereich des Gewirlauf-Werkstoffes hinaus geringfügig bis jeweils in den plastischen Bereich soweit gesteigert werden mußte7 daß mit der bei Entlastung des Richtstempels verbleibenden, geringfügigen Verformung die angestrebte Geradlinigkeit der Bohrung wenigstens annähernd erreicht werden konnte. Dieses seither mehr handwerksmäßig als industriell ausgeübte Verfahren ist nicht nur äußerst zeitaufwendig und umständlich, sondern erfordert darüberhinaus speziell ausgebildete und teure Fachkräfte.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innenrichtmaschine für Präzisionsbohrungen, insbesondere in Gewehrläufen zu schaffen, durch welche das oben beschriebene, manuelle Verfahren vereinfacht und insbesondere mechanisiert und dabei von speziell ausgebildeten und erfahrenen Fachkräften weitgehend unabhängig gemacht werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen. Eine weitergehende, mechanische und weitgehend selbsttätige Richtmaschine ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, daß die jeweilige Achsabweichung gemäß dem Unteranspruch 2 zur Bestimmung des Zustellalngsweges des Richtstempels verwendet wird und insbesondere nach Anspruch 3 als Ist-Wert für einen in sich geschlossenen Regelkreis vorgesehen ist, bei welchem die Zustelleinrichtung für den Druckstempel und der Meßkopf zu der in sich geschlossenen Regelstrecke gehören.
• Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, einer selbsttätigen Innenrichtmaschine für Gewehrläufe, welche in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
• Es zeigen: Fig. 1 die Richtmaschine in der Ansicht quer zu ihrer Längsrichtung, Fig. 2 in ihrer stirnseitigen Ansicht und Fig. 3 in der Draufsicht von oben, Die dargestellte Richtmaschine ist dazu bestimmt, in rascher Folge Gewehrläufeç von denen in der Zeichnung einer in den Fig. 1 und 3 beilangedeutet ist, so auszurichten, daß die in der Zeichnung nicht dargestellte Präzisionsbohrung des Gewehrlaufes kleinstmögliche Ab weichungen von der theoretisch möglichen Geradlinigkeit aufweist. Hierzu ist der Gewehrlauf 1 zwischen den Spitzen 2 und 3 eingespanntS die an einem Aufnahme aggregat 4 bzw, 5 gelagert sind, Diese Aufnahmeaggregate sitzen auf einem praktisch als starr anzusehenden Maschine nenbett 6. Durch die hohl ausgebildeten Spitzen 2 und 3 ist ein Spiegel 7, ein Autokolimatorspiegel9 in die GelrAra laufbohrung eingeschoben~ Dieser Spiegel 7 ist im Außendurchmesser etwas kleiner als der Bohrungsdurchmesser des Gewehrlaufes ausgeführt und kann spielfrei in der Bohrung des Gewehrlaufes in dessen Lingsrlchtung verschoben werden.
• Die Spiegelfläche steht senkrecht zur Achse des Gewehr lauf es. Der Spiegel kann mit Hilfe einer bei 8 schematisch angedeuteten Spiegelhubeinrichtung# , welche durch die Körnerspitze 2 hindurchgreift, in Achsrichtung des Gewehrlauf es verschoben werden. In Fig, 1 ist der Spiegel bis zur Mitte des Gewehrlaufes eingeführt.
• Auf der der Spiegelhubeinrichtung 8 gegenüberliegenden Seite befindet sich außerhalb der rechten Körnerspitze 3 und deren Aufnahmeaggregat 4 eine AuSnahmekameras die als photoelektrischer Zweiachsenmeßkopf ausgebildet ist. Der Meßkopf sendet einen im Durchmesser sehr dünnen Nicht strahl durch die rechte Körnerspitze 3 hindurch in den Gewehrlauf hinein. Dieser Lichtstrahl ist auf-die genaue, theoretische Achse der Gewehrlaufbohrung eingestellt.
• Dieser Lichtstrahl wird durch den Stirnspiegel 7 reflektiert.
• Befindet sich der Stirnspiegel infolge einer Abweichung von der theoretischen Achse der Gewehrlaufbohrung mit dieser nicht genau in Deckung, so entsteht eine Abweichung des reflektierten Lichtstrahles von den in die Bohrung gerichteten Lichtstrah; Diese Abweichung wird von der Kamera 10 in der Weise registriert, daß diese eine von der Abweichung abhängige Anzahl von elektrischen Impulsen liefert, Diese Impulse werden dazu verwendet, den Zustellweg eines hydraulischen Richtstempels 12 zu bemessen, zu dem zwei beiderseits in Längsrichtung des Gewehrlauf es angeordnete Niederhalter 13 und 14 gehören.
• In Fig. 2 ist der zum Richtstempel 12 gehörende Zylinder mit 15 bezeichnet. Mit dem Richtstempel ist eine ~längenmeßeinrichtung 16 verbunden. Mit 17 ist die Oberkante des Maschinenschlittens 6 bezeichnet Der Maschinenschlitten 6 ist auf dem Grundkörper-18 der Maschine längsverschiebbar angeordnet. Neben dem Grundçörper 18 sitzt ein Hydraulik-Aggregat 20. Uber diesem ist ein Motor mit einer Pumpe 22 und ein weiterer Motor 24 angeordnet. Der Motor 21 mit der Pumpe 22 ist für die Bedienung des Richtstempels 12 vorgesehen, während der zweite Motor 24 in der unten näher beschriebenen Weise für die Drehung des Gewehrlaufes bzw.
• für die Bewegung der beiden in Fig. 1 mit 26 und 27 bezeichneten Richtstützen dient.
• Oberhalb des Hydraulikaggregates 20 befindet sich eine Hubverstelleinrichtung für den Richtstempel 12, die aus einem Schieber 30 und aus einem Gleichstrommotor 32 mit einer nicht dargestellten Bremse besteht.
• Auf der nicht näher bezeichneten Achse des Gleichstrommotors 32 sitzt eine Kugelrollspindel 34, welche die jeweils notwendige Hubverstellung einleitet. Mit 35 ist eine Keilverstellvorrichtung bezeichnet, welche die Axialbewegung der Kugelrollspindel 34 als Querbewegung auf das Schieberventil 30 gibt. Hierdurch wird erreicht, daß die mechanische Bewegung des Gleichstrommotors 32, der Kugelrollspindel 34 und der Keilverstellvorrichtung 35 in eine hydraulisie Verstellbewegung umgewandelt wird, die auf den Zustellweg des Zylinders 15 einwirkt.
• Eine besonders wirksame Anordnung ergibt sich, wenn die Zustelleinrichtung für den Druck- bzw. Richtstempel 12 und der Meßkopf 10 zu einer in sich geschlossenen Regelstrecke gehören, die solange betätigbar ist, bis die Achsabweichung einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet.-Hierbei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn der auf die Achsabweichung im Sinne einer Minimierung zurückwirkende Regelvorgang periodisch wiederholt wird.
• Um den Gewehrlauf 1 auf seiner gesamten Länge vermessen zu können, können die Aufnahmeaggregate 4, 5 samt den beiden Körnerspitzen 2, 3-mit Hilfe eines gemeinsamen Schlittenantriebes 36, der auf dem Grundkörper 18 sitzt, axial verfahrbar ausgebildet sein, wobei der Spiegel 7 während der Verfahrbewegung in seiner Position bleibt Bei dem dargestellten Ausführubeispiel ist ferner vorgesehen, daß der Gewehrlauf 1 zur weiteren Vermessung um seine eigene Achse drehbar ist, so daß der Gewehrlauf in seiner Umfangsrichtung ebenfalls genau vermessen werden kann. Hierbei läßt sich genau ermitteln, an welcher Stelle der Lauf bei Beginn des Richtvorganges am weitesten von der idealen, die vorgegebene Linearität des Gewehrlauf es bestimmend&iRichtung des eingestrahlten Lichtstrahles entfernt liegt. Um den nachfolgenden Richtvorgang mit der größten Wirkung durchführen zu können, muß dann diese Stelle unmittelbar unter den Druckstempel gedreht werden.
• Vor dem Richtvorgang werden die Richtstützen 26 und 27 in ihre für den Meßvorgang vorgesehene Ruhestellung gebracht. Zur Drehung des GevrehrlauSes kann dann der Motor 24 eingeschaltet werden. Für einen nachfolgenden zweiten oder dritten Meßvorgang ist vorgesehen, daß der Spiegel 7 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Mittelstellung um etwa 100 bis etwa 120 mm zurückgefahren und dann die jeweilige Abweichung von der idealen Gewehrlaufachse festgestellt wird.
• Bei einer bevorzugten Aus führungs form ist vorgesehen, daß ein die axialen Abstände der Richtstützen 26, 27 un4die einzelnen Werte der axialen Abweichung bzw. Miß weisung in vorgeschriebene Zustellwerte des Richtstempels 12 umsetzender, in der Zeichnung nicht näher dargestellter Programmspeicher verwendet wird. Dieser Programmspeicher liefert Zustellkraftwerte für den Richtstempel 12, die über die elastischen Rückfederungswerte wenigstens so weit geringfügig hinausgehen, daß bei jedem der Zustellvorgänge des Druckstempels eine- geringfügige, plastische (bleibende) Biegeverformung der Bohrung bzw. des Werkstücks verbleibt0 Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die periodisch erfolgenden , plastischen Verformungen der aufeinander folgenden Richtvorgänge aperiodisch oder zur Null-Abweichung unterkritisch gedämpft durchgeführt werden.
• Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Richtmaschine liegt darin, daß in einer bisher nicht möglichen, hohen Arbeitsgeschwindigkeit die Präzisionsbohrungen einzelner Werkstücke sehr genau ausgerichtet werden können. Ein weiterer sehr erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß zusätzlich der von dem Meßkopf ausgesandte Lichtstrahl auf seine Ideal-Lage eingerichtet werden kann, indem ein bereits vorgerichtetes Werkstück zwischen den einzelnen Meßvorgängen gedreht und dabei der Meßkopf so lange nachgestellt wird, bis die Mißweisung des von dem Meßkopf ausgestrahlten ~lichtstrahles ein Minimum erreicht hat,

Claims (6)

1. Ansprüche @ Innenrichtmaschine für Präzisionsbohrungen in hohizylindrischen Werkstücken, insbesondere in Gewehrläufen, mit einem quer zur Bohrungsachse gegen das Werkstück zustellbaren Richtstempel und mit beiderseits des Richtstempels in axialen - vorzugsweise jeweils gleichen - Abständen angeordneten Gegenhaltern, dadurch gekennzeichnet daß zwei in ihrer Achsrichtung mit einer Durchgangsbohrung versehen ne Körnerspitzen (2, 3) von beiden Stirnseiten der Bohrung des Werkstücks (1) her in diese koaxial eingreifen und daß ein in der Bohrung längsverschiebbarer Spiegel (7), insbesondere ein Autokollimator vorgesehen sowie außerhalb einer in Verlängerung der gedachten Bohrungsachse zwischen dem Spiegel und einer der Körnerspitzen ein opto-elektrischer Zweiachsenmeßkopf angeordnet ist, der einen gegen den Spiegel gerichteten Lichts strahl aussendet und mindestens zwei mit sich kreuzenden Achsen angeordnete Lichtzellen enthält, mit deren Hilfe die Mißweisung des vom Spiegel reflektierten Lichtstrahls erfaßt und in von der Größe dieser Abweichung entsprechende Signale umgewandelt wird.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Achsabweichung des Lichtstrahles an seiner Ausgangestelle von derjenigen an der Meßstelle in Korrektursignale umgewandelt wird, die zur Bestimmung des Zustellungsweges des Richtstempels (12) verwendet sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustelleinrichtung (15, 16) für den Druckstempel (12) und der Zweiachsenmeßkopf (10) zu einer in sich geschlossenen Regelstrecke gehören, die periodisch be-Stigbar ist bis die Achsabweichung einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet.
4. 4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die axialen Abstände der Gegenhalter (26, 27) und die einzelnen Werte der axialen Mißweisung in vorgeschriebene Zustellkraftwerte und/oder Zustellwegwerte des Druckstempels (12) umsetzender Programmspeicher vorgesehen ist.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Programmspeicher eingespeicherte Zustellwerte für den Stempel vorgesehen sind, die über die elastischen Rückfederungswerte des Werkstücks wenigstens geringfügig hinausgehen> -derart, daß bei jedem der Zustellvorgänge eine geringfügige plastisetle (bleibende) Biegeverformung der Bohrung bzw. des Werkstücks (1) verbleibt.
6. 6. Maschine nach Aispruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plastischen Verformungen der aufeinanderfolgenden Nicht vorgänge aperiodisch oder zur Null-Abweichung unterkritisch gedämpft verlaufen.