DE3602620C2

DE3602620C2 -

Info

Publication number: DE3602620C2
Application number: DE19863602620
Authority: DE
Inventors: Karl 8948 Mindelheim De Rehm
Original assignee: Grob-Werke & Co Kg 8948 Mindelheim De GmbH
Current assignee: Grob-Werke & Co Kg 8948 Mindelheim De GmbH
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1988-09-15
Also published as: DE3602620A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Längenmeßeinrichtungen für Werkzeugmaschinen zur Messung der Vorschubbewegung eines Schlittens oder dergleichen, relativ zu einem, den Schlitten tragenden Gestell, wobei ein beleuchteter Maßstab mit einer Abtasteinheit zusammenwirkt, um mittels der Maßstabteilung und der Abtasteinheit auf fotoelektrischem Wege Signale zu erzeugen, die die translatorische Bewegung des Schlittens messen und steuern, mit Einrichtungen zur Kapselung des Maßstabs und der damit zusammenwirkenden, und relativ hierzu beweglichen Elemente, wobei der Maßstab in einem länglichen Gehäuse untergebracht ist, das bezüglich der Abtasteinheit beweglich ist und das eine, der Abtasteinheit zugewandte, sich im wesentlichen über die Länge des Gehäuses erstreckende Öffnung besitzt, die von Dichtelementen umgeben ist.

Es sind Längenmeßeinrichtungen hoher Präzision bekannt, die im wesentlichen aus einem Maßstab und einer damit zusammenwirkenden Abtasteinheit bestehen. Der Maßstab besteht vorzugsweise aus Glas, und die Abtasteinheit tastet die Teilung des Maßstabes auf fotoelektrischem Wege ab. Zu diesem Zweck ist eine Lichtquelle vorge sehen, die den Maßstab durchleuchtet, und die auf der entsprechend ausgebildeten Abtasteinheit die von der Teilung ausgelösten Impulse erzeugt.

Wegen der Feinheit der Teilung und der erforderlichen Präzision ist es unerläßlich notwendig, daß Verunreini gungen vom Maßstab und auch von der Abtasteinheit ferngehalten werden.

Längenmeßeinrichtungen der in Rede stehenden Art werden vorzugsweise bei Werkzeugmaschinen verwendet, und dienen zur Messung der Vorschubbewegung beispielsweise des Schlittens gegenüber dem Gestell, das den Schlitten trägt. Da ein genaues Messen voraussetzt, daß die Meßein richtung möglichst in Werkzeugnähe angeordnet wird, um Längenänderungen zwischen dem Werkzeug und der Meßein richtung möglichst auszuschließen, müssen die Meßein richtungen in dem Bereich angeordnet werden, in dem auch die Kühlflüssigkeit für die Werkzeuge beispielsweise bei spanabhebender Bearbeitung zur Anwendung kommt. Dabei kommen verhältnismäßig große Kühlflüssigkeits mengen zum Einsatz, und im Bereich der Eingriffstelle des Werkzeugs entsteht durch die Kühlflüssigkeit ein Nebel. Der Kühlflüssigkeit werden in der Regel auch Zusätze beigegeben, die beispielsweise der Korrosion entgegenwirken, und die auftretenden Reibungskräfte herabmindern sollen.

Aus der DE 25 30 163 B 2 ist eine Vorrichtung an Längenmeßeinrichtungen der eingangs angegebenen Gattung bekannt. Die Abtasteinheit ragt von unten in das Gehäuse hinein, das über seine Länge eine Lippendichtung besitzt, die aus zwei Dichtlippen besteht. Die Dichtlippen sind verformbar und lassen einen Träger für die Abtasteinheit hindurchtreten. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß jeweils nur im Bereich des Trägers die Dichtlippen den Durchtritt freigeben, daß dieser Durchtritt jedoch vor und hinter dem Träger wieder dicht geschlossen wird.

Die Einwirkung der Kühlflüssigkeit, deren chemische Zusätze, bzw. auch die Alterung der Dichtlippen infolge der Einwirkung der Kühlflüssigkeit, führt nun dazu, daß der Schluß durch die Dichtlippen Mängel aufweist. Das Material der Dichtlippen kann quellen, oder es wird spröde, mit dem Ergebnis, daß die Abdichtung unge nügend ist. Die umgebende Luft mit dem Nebel der Kühlflüssigkeit gelangt an den Maßstab, was das Meßer gebnis stört, bzw. ein genaues Messen unmöglich macht.

Störungen beim Messen treten nicht nur auf, wenn Glas meßstäbe verwendet werden. Auch andere Systeme von Meßeinrichtungen sind empfindlich gegen Verunreinigungen jeder Art.

Es ist schon vorgeschlagen worden, die Abdichtwirkung dadurch zu verbessern, daß das Gehäuse, das den Maß stab aufnimmt, mit einem Druckluftanschluß versehen wird, der saubere Luft in das Innere des Gehäuses eintreten läßt. Durch einen Überdruck soll einem Eindringen der störenden Nebel entgegengewirkt werden. Das Ergebnis ist jedoch unbefriedigend, zumal es auch schwierig ist, absolut saubere Druckluft zuzuleiten.

Ein anderer bekannter Vorschlag sucht das Problem dadurch zu lösen, daß der Maßstab im Inneren eines Zylinders angeordnet wird, in den eine abgedichtete Kolbenstange eintritt, die die Abtasteinheit trägt. Auch eine solche Anordnung bringt keine befriedigenden Ergebnisse. Die Bewegung der beiden Teile der Meßein richtung, nämlich der Abtasteinheit gegenüber dem Maßstab, wirkt bei dieser Anordnung wie eine Kolben pumpe, die fortlaufend Überdrücke und Unterdrücke erzeugt. Diese Druckunterschiede führen dazu, daß Umgebungsluft mit dem Kühlflüssigkeitsnebel eingesaugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine Beeinträchtigung des Meßer gebnisses bei einer derartigen Meßeinrichtung durch die mit Flüssigkeitsnebel beladene Umgebungsluft ausge schlossen wird. Dabei soll die Anordnung derart getroffen sein, daß auch bei längerem Betrieb Störungen ausge schlossen sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die Erfindung wird erreicht, daß in jeder Betriebsstellung der Maßstab und die Abtasteinheit sich innerhalb eines geschlossenen Raumes befindet, der einerseits sicher abgedichtet ist, und in dem andererseits auch keine Volumenänderungen auftreten. Es ergibt sich also kein Luftaustausch, durch den Verunreinigungen in den Innenraum eingesaugt werden könnten. Die Dichtelemente, die bei der Erfindung zur Anwendung kommen, arbeiten dabei zuverlässig und zwar deshalb, weil sie selbst praktisch nicht verformt werden. Sie müssen nur jeweils an der Abdicht fläche, also an der Schiene, anliegen. Schwindende Elastizität der Dichtelemente ist ohne Bedeutung. Falls ein Quellen auftritt, führt dies nur zur Vergrößerung der Anpreßdrücke, also zur Verbesserung der Dichtwirkung.

Bei der Anwendung der Erfindung können, wenn ge wünscht, die oben beschriebenen Einrichtungen mit den Dichtlippen, die den Träger der Abtasteinheit hindurchtreten lassen, zusätzlich angewandt werden. In diesem Falle wird zusätzlich zum Vorteil der mehr fachen Sicherung auch der Vorteil erhalten, daß die Dichtlippen nicht von der Kühlflüssigkeit oder dem Kühlflüssigkeitsnebel benetzt werden, so daß die Lebens dauer dieser bekannten Dichtelemente hierdurch ver bessert wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse einen U-förmigen, nach unten offenen Querschnitt besitzt.

Diese Bauweise ergibt eine Sicherheit gegen etwaige Mängel in der Abdichtung. Die Wahrscheinlichkeit einer Verunreinigung des Maßstabes usw. wird hierdurch sehr gering.

Zur Erleichterung der Montage des Maßstabs im Gehäuse wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse zweiteilig ausge bildet ist, wobei ein Teil von dem einen Schenkel des U-förmigen Querschnitts gebildet ist.

Günstig ist es ferner, wenn die längs der Öffnung des Gehäuses angeordneten Dichtelemente seitlich an der Schiene anliegen, daß also die Schiene beispiels weise einen im wesentlichen rechteckigen bzw. prisma tischen Querschnitt besitzt.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse am Schlitten od.dgl. befestigt ist, während die Schiene vom Gestell getragen ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bewegt sich also der Maßstab mit dem Schlitten, während die Abtasteinheit relativ in Ruhe ist. Dies erleichtert die Zuführung der Zuleitungen zur Abtasteinheit. Insbeson dere schlägt hierbei die Erfindung vor, daß die Zuleitun gen der Abtasteinheit in einer abgedichteten Bohrung der Schiene verlegt sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsge mäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig 3 eine Seitenansicht der Darstellung der Fig. 2 in Richtung des Pfeiles III in einem anderen Maß stab und

Fig. 4 einen Schnitt durch die Darstellung der Fig. 2 entsprechend der Schnittlinie IV-IV in einem anderen Maßstab.

Die Werkzeugmaschine, an der die erfindungsgemäße Vorrichtung angebaut ist, besteht im wesentlichen aus dem Gestell 9 und dem Schlitten 8. Die Werkzeugmaschine kann dabei eine beliebige Ausgestaltung besitzen, und die angebaute Längenmeßvorrichtung dient dazu, den Vorschub des Schlittens gegenüber dem Gestell exakt zu messen und zu steuern.

An dem Gestell 9 ist mittels der Träger 12 die Schiene 2 befestigt, auf der die Abtasteinheit 1 montiert ist. Zu diesem Zweck ist auf der Schiene 2 der Grundkörper 13 montiert, beispielsweise durch die Schrauben 14 gehalten. Von diesem Grundkörper 13 ragt der Träger 15 nach oben, der die Abtasteinheit 1 unterstützt. Die Einzelheiten dieser Abtasteinheit 1 sind nicht näher dargestellt. Diese Abtasteinheit 1 wirkt mit dem Maßstab 3 zusammen. Der Maßstab 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Kapselung 17 untergebracht, die beispielsweise eine Lippendichtung aufweist, durch die der Träger 15 hindurchragt.

Die Kapselung 17 mit dem Maßstab 3 ist in dem Gehäuse 4 angeordnet das, wie insbesondere die Fig. 4 erkennen läßt, einen U-förmigen, nach unten offenen Querschnitt besitzt.

Der vordere Teil 7 dieses Gehäuses 4 ist mittels der Schrauben 18 am übrigen Teil 19 des Gehäuses 4 gehal ten. Das Gehäuse 4 insgesamt ist am Schlitten 8 montiert.

Der vordere Teil 7 und die rückwärtige Wand 20 des Gehäuses 4 ragen über die Oberseite 21 der Schiene 2 nach unten vor. Die von der Wand 20, dem Teil 7 und den Endwänden 22 und 23 gebildete Öffnung 5 des Gehäu ses 4 ist von Dichtelementen 6 und 16 umgeben, die lippenartig gestaltet sind und an der Schiene 2 anliegen. Diese Dichtelemente sind durch die Schrauben 24 gehalten. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß die Dicht elemente 16 an den Seitenflächen 25 der Schiene 2 anliegen.

In der Schiene 2 ist ferner eine Bohrung 11 für die Zuleitung 10 zur Abtasteinheit 1 vorgesehen, die mit einer Abdichtung 26 versehen ist.

Es ist klar, daß beim Vorschub des Schlittens 8 in der Bildebene der Darstellung der Fig. 1 und 2, bzw. senk recht zur Bildebene der Darstellungen der Fig. 3 und 4, der Maßstab 3 und das Gehäuse 4 sich entlang der Schiene 2 bewegen, wobei in jeder Betriebsstellung die Kapselung 17 sich in einem vollständig abgedichteten Raum 27 befindet, der insbesondere bei der Vorschub bewegung keine Volumenänderung erfährt.

Claims

1. Vorrichtung an Längenmeßeinrichtungen für Werkzeugmaschinen zur Messung der Vorschubbewegung eines Schlittens oder dergleichen, relativ zu einem den Schlitten tragenden Gestell, wobei ein beleuchteter Maßstab mit einer Abtasteinheit zusammenwirkt, um mittels der Maßstabteilung und der Abtasteinheit auf fotoelektrischem Wege Signale zu erzeugen, die die translatorische Bewegung des Schlittens messen und steuern, mit Einrichtungen zur Kapselung des Maßstabs und der damit zusammenwirkenden, und relativ hierzu beweglichen Elemente, wobei der Maßstab in einem länglichen Gehäuse untergebracht ist, das bezüglich der Abtasteinheit beweglich ist und das eine der Abtasteinheit zugewandte, sich im wesentlichen über die Länge des Gehäuses erstreckende Öffnung besitzt, die von Dichtelementen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (1) auf einer Schiene (2) fest angeordnet ist, die eine Länge besitzt, die mindestens der Länge des Gehäuses zuzüglich des maximalen Vorschubweges entspricht und die Dichtelemente (6, 16) an der Schiene (2) anliegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) einen U-förmigen, nach unten offenen Querschnitt besitzt.

3. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil (7) von einem Schenkel des U-förmigen Querschnitts gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) am Schlitten (8) od. dgl. befestigt ist, während die Schiene (2) vom Gestell (9) getragen ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (10) der Abtasteinheit (1) in einer abgedichteten Bohrung (11) der Schiene verlegt sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die längs der Öffnung (5) des Gehäuses (4) angeordneten Dichtelemente (16) seitlich an der Schiene (2) anliegen.