DE4204162C2 - Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität von runden Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Konzen­ trizität eines runden Werkstückes mit einer Stützeinrichtung, die mindestens zwei Stützrollen mit parallel ausgerichteten und in Arbeitsstellung der Vorrichtung horizontal orientierten Achsen und mindestens eine in einer Halteeinrichtung achsparallel zu den Stützrollen angeordnete Halteleerlaufrolle zum Halten und Drehen des Werkstückes aufweist, wobei mindestens eine Stützrolle antreibbar ist und mit zumindestens einem Paar von der Stützein­ richtung ausgehenden stützrollenachsenparallelen Führungswellen zur Führung und Halterung jeweils einer einen Meßfühler tragenden Meßfühlerhalteeinrichtung, die jeweils Mittel zum werkstücksbezogenen, zweidimensionalen Einstellen des Meßfühlers aufweist, so daß der Meßfühler mit dem Werkstück kontaktierbar ist und die jeweils mit Mitteln zur Positionierung des Meßfühlers ausgestattet ist, so daß der Meßfühler vom Werkstück ohne Meßfühlerverstellung entfernbar ist.

Eine derartige Meßeinrichtung ist aus der US-Druckschrift 4679330 bekannt. Bei dieser Konzentrizitätsmeßeinrichtung tritt eine erhebliche Abhängigkeit von der das Werkstück haltenden Halte­ kraft von der Werkstücksgröße auf. Dies wird zum einen durch die federabhängige Haltekraft und zum Anderen dadurch bewirkt, daß die Haltekraft nicht symmetrisch auf das Werkstück einwirkt. Durch die unterschiedlichen Haltekräfte wird insbesondere bei präzisen Messungen die Meßgenauigkeit erheblich beeinflußt.

Desweiteren wird bei der bekannten Konzentrizitätsmeßeinrichtung bei einem Entfernen des Werkstückes zwar nicht die Einstellung des Meßfühlers an der Meßhalteeinrichtung verändert, jedoch wird der Meßfühlerhalter insgesamt aus seiner Lage gekippt und dadurch die magnetische Haltekraft unwirksam. Folglich ist die Wahrschein­ lichkeit, daß die Meßfühlerhalterung einschließlich des Meßfühlers während des Kippvorganges oder in gekipptem Zustand verschoben, d. h., aus der Meßposition bewegt wird, sehr groß und damit ist die Konzentrizitätsmeßeinrichtung für die Messung mehrerer gleich­ artiger Werkstücke und insbesondere bei Vergleichsmessungen nur eingeschränkt verwendbar.

Die Konzentrizitätsmeßeinrichtung weist darüberhinaus eine starre Anordnung der Stützrollen auf. Durch diese starre An­ ordnung kann die Konzentrizität von Werkstücken in einem vorge­ gebenen Größenbereich, d. h., mit vorgegebenen Durchmessern, bestimmt werden. Zwar kann durch Tauschen der Stützrollen durch größere oder kleinere Stützrollen der Größenbereich des zu messen­ den Werkstückes erweitert werden - insbesondere für kleine Werkstücke -, jedoch bleibt die Konzentrizitätsmeßeinrichtung auf die Messung von Werkstücken in einem vorgegebenen, kleinen Größenbereich beschränkt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die be­ kannte Konzentrizitätsmeßeinrichtung hinsichtlich der Meßgenauig­ keit unter Berücksichtigung einer Erweiterung des Werkstückgrößen­ bereichs zu verbessern.

Die Aufgabe wird, ausgehend von der bekannten Konzentrizitätseinrichtung, durch Vorrichtungen mit den Merkmalen aus den Patentansprüchen 1 oder 4 oder 7 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Aspekt der Lösung gemäß Patentanspruch 1 ist da­ rin zu sehen, daß die an einem durch eine Führungseinrichtung eindimensional geführten Halteblock befestigte Leerlaufrolle un­ abhängig von der Werkstückgröße stets auf die Mitte des Werk­ stückes drückt und somit die Haltekraft symmetrisch auf das Werk­ stück und die darunter angeordneten Stützrollen verteilt wird. Desweiteren ist die Haltekraft durch das Gewicht des Halteblockes bestimmt, d. h., es wirkt bei unterschiedlichen Werkstückgrößen stets die gleiche Haltekraft auf das Werkstück ein. Durch die beiden vorstehenden Maßnahmen, d. h., konstante Haltekraft, die stets mittig auf das Werkstück wirkt, wird die Meßgenauigkeit insbesondere bei sehr präzisen Messungen erhöht und damit auch eine verbesserte Reproduzierbarkeit bei mehreren gleichen Werkstücken erreicht.

Besonders vorteilhaft ist die Führungseinrichtung durch zwei senkrecht zu den Stützrollenachsen verlaufende Führungs­ bolzen gebildet, wobei der Halteblock 4 an einem der Führungs­ bolzen im Sinne einer präzisen und leichten Beweglichkeit kugel­ gelagert ist und im Sinne einer temporären Fixierbarkeit ist der Halteblock mit einer auf den zweiten Führungsbolzen wirkenden und manuell betätigbaren Feststellschraube versehen - Anspruch 2. Durch die leichte Beweglichkeit wird ein häufigen Wechseln der Werkstücke erleichtert. Die temporäre Fixierbarkeit ist für Fälle vorgesehen, bei denen das Werkstück frei liegen soll oder kein Werkstück gemessen wird, wobei die Halteleerlaufrolle, in unbe­ lastetem Zustand gehalten wird.

Für die Messung der Konzentrizität an der Außenseite, Innenseite oder Vorderseite eines runden oder beispielsweise rohrartigen Werkstückes sind vorteilhaft drei jeweils parallel angeordnete Führungswellen mit jeweils einer einen Meßfühler haltenden Meß­ fühlerhalteeinrichtung vorgesehen - Anspruch 3. Vorteilhaft sind hierdurch auch gleichzeitig Messungen der Konzentrizität der Vorder-, Innen- und Außenseite des Werkstückes möglich.

Durch die Maßnahmen gemäß dem Patentanspruch 4 wird einerseits eine hohe Beweglichkeit des Meßfühler­ halters bzw. des Meßfühlers und andererseits eine starre Fixierung der Meßfühlerhalteeinrichtung erreicht, wobei im Sinne eines Werk­ stückwechsels mit Hilfe der Schwenkeinheit lediglich der Meßfühler­ halter bzw. der Meßfühler weggeschwenkt wird, ohne daß die Einstellung des Meßfühlers oder die Einstellung am Positionsblock oder dem Meß­ fühlerhalter verändert oder kurzzeitig verändert werden muß. Nach dem Wechsel des Werkstücks wird der Meßfühler bzw. werden die Meßfühler wieder in die Meßposition zurückgeschwenkt und durch einen Haltemagneten gehalten. Die Verstellbarkeit senkrecht zur Führungswellenebene wird vorteilhaft jeweils durch eine durch eine Schraube manuell betätigbare und am Meßfühlerhalter angeordnete Höhenklemmeinrichtung realisiert und die Verstellbarkeit parallel zur Führungswellenebene wird jeweils durch den Meßfühler pa­ rallel zur Führungswellenebene bewegende Stelleinrichtungen bewirkt - Anspruch 5.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 6 ist die Höhenklemmeinrichtung jeweils durch auf die jeweiligen Höhenbolzen abgestimmte und an den jeweiligen Einrichtungen ausgebildeten Klemmteile gebildet, vermittels jeweils einer manuell betätig­ baren und in den jeweiligen Einrichtungen in entsprechende Gewinde­ bohrungen einschraubbaren Schrauben im Sinne des Bildens einer Klemmkraft an die jeweiligen Höhenbolzen gedrückt werden.

Durch die Maßnahmen gemäß dem Patentanspruch 7 wird vorteilhaft erreicht, daß die Konzentrizität an Werkstücken unterschiedlichster Größen durch einfaches Verstellen der Stützrollen gemessen werden kann. Auf einen umständlichen Wechsel der Stützrollen kann hierbei ver­ zichtet werden. Darüberhinaus können größere aber auch kleinere Werkstücke als mit der bekannten Konzentrizitätsmeßvorrichtung gemessen werden. Besonders vorteilhaft ist in der Querbewegungs­ einrichtung eine quer zur Stützrollenachsenrichtung angeordnete Abstandswelle mit zwei gegensinnigen Gewindebereichen vorgesehen und die Abstandswelle weist im Sinne des manuellen Drehens einen ersten Drehknopf auf. Durch Betätigen des ersten Drehknopfes mit Hilfe einer zweiten Stelleinrichtung sind die Stützrollen symmetrisch zur Mitte der beiden Stützrollen gegensinnig quer bewegbar - Anspruch 8.

Die zweite Stelleinrichtung ist besonders vorteilhaft entweder durch zwei in der Stützrichtung gelagerte Stellwellen - Anspruch 9 - oder durch zwei in der Stützeinrichtung gelagerte und quer zur Achse der Stützrollen verschiebbare Lagerböcke - Anspruch 10 - realisierbar. Bei der Realisierung durch Stellwellen sind die Stützrollen exzentrisch an den Stellwellenstirnseiten gelagert. Die entgegengesetzten Enden der Stellwellen sind jeweils mit Gegengewindeteilbereichen versehen, wobei die Gegengewindeteil­ bereiche der beiden Stellwellen und die beiden Gewindebereiche der Abstandswellen sowie die Anordnung der Stellwellen und der Abstandswellen derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei Drehen der Abstandswelle beide Stellwellen gegensinnig gedreht werden. Durch das Drehen werden die beiden exzentrisch gelagerten Stützrollen symmetrisch zur Mitte der Stützrollen gleichzeitig entweder auseinander oder zueinander halbkreisförmig bewegt.

Bei der Realisierung durch Lagerböcke sind an den Lagerböcken frontseitig die Stützrollen angeordnet und jeweils das untere Ende der Lagerböcke ist mit einem Gegengewindeteilbereich versehen. Der Gegengewindeteilbereich der Lagerböcke und die beiden Gewindebereiche der Abstandswelle sowie die Anordnung der Lagerböcke und der Abstandswelle sind derart aufeinander abgestimmt, daß beim Drehen der Abstandswelle beide Lagerböcke bzw. die Stützrollen quer symmetrisch zur Mitte der Stützrollen bewegt werden. Die Stelleinrichtung wird besonders wirtschaftlich durch die gelagerten Stellwellen realisiert, bei der Realisie­ rung durch verschiebbare Lagerböcke werden dagegen die Stütz­ rollen vertikal, d. h., nicht halbkreisförmig verschoben, wodurch eine annähernd gleiche Meßposition beibehalten wird.

Im Sinne einer Fixierung der Abstandswelle ist zwischen den Ge­ windebereichen der Abstandswelle eine in der Stützeinrichtung angeordnete Fixiereinrichtung vorgesehen, wobei diese manuell betätigbar ist - Anspruch 11. Mit Hilfe dieser Fixiereinrichtung werden die an den Stellwellen angeordneten Stützrollen fixiert, d. h., in einem vorgegebenen Abstand voneinander gehalten. Dieser Abstand wird in Abhängigkeit von der Größe des Werkstückes gewählt.

Besonders vorteilhaft wird die Fixiereinrichtung durch eine in der Stützeinrichtung gelagerte, quer zu den Stützrollenachsen verlaufende Fixierwelle realisiert, an derem abstandswellensei­ tigem Ende der Fixierwelle ein Fixierelement derartig angeordnet ist, daß bei Drehen der Fixierwelle vermittels eines am entgegen­ gesetzten Endes befestigten Drehhebels das Fixierelement gegen die Fixierwelle drückbar ist - Anspruch 12. Das Fixierelement ist bei­ spielsweise durch eine viertelkreisförmige Scheibe gebildet, deren Radius kontinuierlich oder nach einer besonders vorteilhaften Kontur größer wird.

Die Stützrollen sind durch in der Stützeinrichtung - Anspruch 13 - oder in den Stellwellen - Anspruch 14 - oder in den Lagerböcken - Anspruch 15 - gelagerte Antriebswellen antreibbar, wobei die Antriebswelle/n an dem bzw. den den Stützrollen gegenüberliegen­ den Ende/n jeweils mit einem Antriebselement versehen ist bzw. sind. Die Antriebswelle ist jeweils direkt an der bzw. den Stützrolle/n axial befestigt - Anspruch 16 - oder am stützrollenseitigen Ende jeweils mit zumindest einem flexiblen Antriebsring versehen, wobei die Antriebswelle derart angeordnet ist, daß der jeweilige Antriebs­ ring an die Stützrollenaußenfläche gedrückt wird - Anspruch 17. Eine besonders wirtschaftlich zu realisierende Variante stellt hierbei die direkte Befestigung der Antriebswellen an den Stütz­ rollen dar.

Zumindest eines der Antriebselemente am Ende der Antriebswellen kann eine manuell betätigbare Dreheinrichtung aufweisen, mit dessen Hilfe zumindest eine der Stützrollen drehbar ist - Anspruch 18. Die manuell betätigbare Dreheinrichtung kann beispielsweise durch einen Drehknopf mit einer Riemenscheibe realisiert sein, wobei durch die Drehscheibe über einen Riemen beide Antriebswellen gleichzeitig gleichsinnig angetrieben werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Antriebs­ element jeweils durch eine Riemenscheibe gebildet - Anspruch 19. Die Riemenscheibe/n werden jeweils über einen flexiblen Riemen mit einem Riemenantrieb/e aufweisenden Freilaufantrieb verbunden.

Die Freilaufwelle des Freilaufantriebs ist auf einen motorischen Antrieb geführt und die an den Riemenantrieben befestigte An­ triebswelle des Freilaufantriebs weist einen Drehknopf auf. Durch diese vorteilhafte Anordnung können ohne gegenseitige Behinderung die Stützrollen einerseits manuell über den Drehknopf und andererseits motorisch über den motorischen Antrieb angetrieben werden. Besonders vorteilhaft ist der motorische Antrieb hinsichtlich der Umdrehungszahl regelbar - Anspruch 20. Hierdurch läßt sich die Umdrehungszahl des Werkstückes auf eine für die Messung vorteilhafte Umdrehungszahl einstellen. Die Umdrehungs­ zahl hängt im wesentlichen von der Größe der Unkonzentrizität, von der Werkstückoberfläche und von der Größe des Werkstücks ab.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Stützeinrichtung im Sinne eines rückseitigen Werkstückan­ schlages eine in Stützrollenachsenrichtung einstellbare Anschlag­ einrichtung angeordnet und die Stützrollen und/oder die Halteleer­ laufrolle weist eine zu der Werkstückachse leichte Schrägstellung in der Art auf, daß während des Drehens des Werkstückes dieses in Richtung Anschlageinrichtung transportiert wird - Anspruch 21. Durch diese Maßnahme wird während des Drehens des Werkstückes - d. h., auch während des Meßvorganges - die Meßposition in stütz­ rollenaxialer Richtung präzise eingehalten. Die Anschlageinrich­ tung ist vorteilhaft durch eine werkstückseitig mit einer kugel­ gelagerten Kugel versehenen Anschlagwelle realisiert - Anspruch 22. Die Anschlagwelle ist in einer Anschlaghalteeinrichtung durch ein Klemmelement gehalten, wobei die Anschlageinrichtung an der Stützeinrichtung befestigt ist, die Anschlagwelle ist mit Hilfe eines Klemmelements anschlagwellenaxial verstellbar und die Anschlageinrichtung selbst mit Hilfe von durch Schrauben betätig­ baren Klemmvorrichtungen zweidimensional verstellbar. Mit Hilfe dieser dreidimensional verstellbaren Anschlageinrichtung kann die in dieser gelagerte Kugel auf den Mittelpunkt der Werkstückrück­ seite eingestellt werden. Durch diese präzise Mitteneinstellung wird ein Kanten des Werkstückes oder eine unsymmetrische Vertei­ lung des Druckes auf das Werkstück insbesondere während des Meß­ vorgang vermieden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand mehrerer zeichnerischer Darstellungen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität nach Fig. 1,

Fig. 4 in einer Schnittdarstellung die Verstelleinrichtung einschließlich der Stellwellen.

Fig. 1 zeigt teilweise eine Stützeinrichtung 1 mit zwei front­ seitig an dieser angeordneten Stützrollen 2, 3. Über der Stütz­ einrichtung 1 ist der Halteblock 4 angeordnet. Der Halteblock 4 wird durch einen ersten und zweiten, auf der Stützeinrichtung 1 senkrecht befestigten Führungsbolzen 5, 6 geführt. Eine über den Stützrollen 2, 3 dargestellte Halteleerlaufrolle 7 ist am Halte­ block 4 befestigt - siehe Fig. 2. Der Halteblock 4 und die Füh­ rungsbolzen 5, 6 bilden im Wesentlichen die Halteeinrichtung. Für eine Feststellschraube 8 ist im Halteblock 4 ein Gewinde derart angeordnet, daß bei Eindrehen der Festellschraube 8 diese an den zweiten Führungsbolzen 6 gedrückt und somit der Halteblock 4 in einer gewünschten Höhe fixiert wird. Von der Stützeinrichtung 1 sind in stützrollenaxialer Richtung drei parallel angeordnete Paare von Führungswellen 9 bis 14 angeordnet. Die Enden der Führungswellen 9 bis 14 greifen in ein Halteelement 15 ein. Dieses Halteelement 15 und die Stützeinrichtung 1 werden im Sinne einer Fixierung an einer Bodenplatte 16 befestigt. Jedem Paar der Führungswellen 9 bis 14 ist eine Meßfühlerhalteeinrichtung 17 bis 19 zugeordnet. Jeweils ein Paar der Führungswellen 9 bis 14 wird durch einen Positionsblock 20 bis 22 der Meßfühlerhalteeinrichtung 17 bis 19 geführt. Die jeweils erste Führungswelle 10, 12, 14 wird im Sinne einer leichten Beweglichkeit mit Hilfe eines Kugellagers - in Fig. 1 gestrichelt dargestellt - geführt. Die jeweils zweite Füh­ rungswelle 9, 11, 13 ist wiederum im Sinne einer leichten Beweg­ lichkeit mit Hilfe eines Gleitlagers durch den jeweiligen Posi­ tionsblock 20 bis 22 geführt. Für die Fixierung des Positions­ blockes 20 bis 22 bzw. der Meßfühlerhalteeinrichtung 17 bis 19 ist jeweils eine Klemmschraube 23 bis 25 vorgesehen. Hierzu sind im Positionsblock 20 bis 22 Gewinde vorgesehen, in die die Klemm­ schrauben 23 bis 25 eingedreht und auf die jeweils zweite Führungswelle 9, 11, 13 gedrückt werden. Die Meßfühlerhalteein­ richtungen 17 bis 19 weisen des weiteren jeweils einen Höhen­ bolzen 26 bis 28 auf. An diesen Höhenbolzen 26 bis 28 ist jeweils ein den Meßfühler 29 bis 31 haltender Meßfühlerhalter 32 bis 34 angeordnet. Zur Fixierung und Verstellung des Meßfühlerhalters 32 bis 34 ist dieser jeweils mit einer Höhenklemmvorrichtung 35 bis 37 ausgestattet. Die Höhenklemmeinrichtung 35 bis 37 ist durch auf den Höhenbolzen 26 bis 28 abgestimmte und einem am Meßfühler 29 bis 31 ausgebildeten Klemmbereich gebildet, wobei dieser mit Hilfe jeweils einer Klemmschraube 38 an den Höhenbolzen 26 bis 28 gedrückt wird.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht der Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität in Richtung A nach Fig. 1, jedoch nur eine Meß­ fühlerhalteeinrichtung 19 ohne den den Meßfühler 31 tragenden Meßfühlerhalter 34. Die Stützeinrichtung 1 ist im Sinne der Erläuterung der Stellwellenmechanik im Schnitt dargestellt, wobei der Schnitt mittig durch eine erste von zwei Stellwellen 40 geführt ist. Die zylindrischen Stellwellen 40 sind in der Stützeinrichtung 1 drehbar, präzise gleitgelagert. Die Stellwel­ len 40 schließen stützrollenseitig und antriebselementeseitig plan mit der Stützeinrichtung 1 ab. In jeder Stellwelle 40 ist stützrollenaxial eine Antriebswelle 41 gelagert. Die Lager sind im Endbereich der Antriebswellen 41 durch in der Stützein­ richtung 1 eingepreßte Kugellager 42 realisiert. An den Antriebs­ wellen 41 sind führungswellenseitig die Stützrollen 2, 3 und am gegenüberliegenden Ende jeweils durch eine Riemenscheibe 43 gebildete Antriebselemente befestigt. An der nach unten gewand­ ten Seite sind die Stellwellen 40 jeweils mit einem Gegengewinde­ teilbereich 44 versehen. Dieser Gegengewindeteilbereich 44 ist hinsichtlich seiner Ausgestaltung, d. h. Gewindesteigung und Gewindetiefe, auf einen Gewindebereich 45 einer Abstandswelle 46 abgestimmt. Die Abstandswelle 46 ist quer zur Stützrollenachse derart angeordnet, daß ihr Gewindebereich 45 in den Gegengewinde­ teilbereich 44 der Stellwellen 40 eingreift. Die Gewindebereiche bzw. Gegengewindeteilbereiche 44, 45 sind, um die Stützrollen 2, 3 symmetrisch von der Mitte der beiden Stützrollen 2, 3 zu bewe­ gen, gegensinnig, d. h. als Rechts - Linksgewinde, ausgeführt. Die Anordnung und Funktion der Abstandswelle 46 ist in Fig. 4 detailliert dargestellt. Parallel zur Abstandswelle 46 ist eine Fixierwelle 47 in der Stützeinrichtung 1 derart angeordnet, daß bei Drehen dieser Fixierwelle ein Fixierelement 48 gegen die Abstandswelle 46 gedrückt wird, wodurch eine Fixierung der Stell­ wellen 40 und damit der Stützrollen 2, 3 erreicht wird. Das Fixierelement 48 ist durch eine viertelkreisförmige Scheibe realisiert, deren Radius kontinuierlich oder einer vorgegebenen Kontur folgend, zunimmt.

Alternativ - nicht dargestellt - können die Antriebswellen nicht an den Stützrollen befestigt, sondern separat durch die Stellwel­ len geführt und am Ende mit flexiblen Antriebsringen versehen werden. Die flexiblen Antriebsringe treiben jeweils eine Stütz­ rolle an.

Die Riemenscheiben 43 sind jeweils über einen Riemen 49 mit einer Freilaufeinrichtung 50 verbunden. Die Freilaufeinrichtung 50 weist zwei Riemenantriebe 51 auf, in die die Riemen 49 form­ schlüssig einliegen. Die Riemenantriebe 51 sind mit einem Dreh­ knopf 52 - in Fig. 2 schraffiert dargestellt - verbunden. Die Freilaufwelle des Freilaufantriebs 50 ist mit einem in der Stützeinrichtung 1 befestigten Motor 53 verbunden. Der z. B. als Elektromotor realisierte Motor 53 ist beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten Drehzahleinrichtung, hinsichtlich seiner Umdrehungszahl stufenlos einstellbar. Nach Einschalten des Motors 53 werden über den Freilaufantrieb 50 die Riemen 49 und die Antriebswellen 41 die Stützrollen 2, 3 gleichsinnig gedreht.

Durch eine an der Stützeinrichtung 1 angeordneten Anschlag­ halteeinrichtung 54 wird eine Anschlagwelle 55 stützrollenaxial gehalten. Werkstückseitig ist an der Anschlagwelle 55 eine Kugel 56 gelagert. Mit Hilfe der Anschlaghalteeinrichtung 54 wird die Anschlagweile 55 derart eingestellt, daß die Kugel 56 an der rückseitigen Mitte des Werkstückes - Werkstück ist strich­ punktiert dargestellt - anliegt.

Desweiteren sind an der zweiten Führungswelle 13 zwei Klemmringe 57 vorgesehen. Die Klemmringe 57 sind mit Hilfe von Klemmschrau­ ben 58 auf der Führungswelle 13 fixierbar. Der Positionsblock 22 bleibt bei dieser Anordnung frei bewegbar, d. h. er wird nicht durch die Klemmschraube 25 geklemmt. Der Positionsblock wird durch eine um die Führungswelle 13 angeordnete Spiralfeder 59 gegen den werkstückseitigen Klemmring 57 gedrückt. Diese Posi­ tion stellt die Meßposition dar. Soll das Werkstück entfernt werden, so ist der Positionsblock 22 in die Richtung R zu bewe­ gen, wodurch der Meßfühler 31 vom Werkstück bewegt wird und das Werkstück entnommen werden kann. Diese Anordnung ist insbesondere für den Meßfühler 31 vorgesehen, der die Konzentrizität bzw. die Planheit der Vorderseite des Werkstückes mißt.

Fig. 3 zeigt eine Frontansicht gemäß Fig. 1 in Richtung B. Der Positionsblock 20 ist an seinem oberen Ende mit einer an die Form des Positionsblockes 20 abgestimmte Schwenkeinheit 60 ver­ sehen. Der Positionsblock 20 weist an der Oberseite im äußeren Bereich zwei Halteelemente 61 auf, an der die Schwenkeinheit 60 beweglich gelagert ist. In der Schwenkeinheit 60 ist senkrecht der Höhenbolzen 26 befestigt. Die Schwenkeinheit 60 wird im Ruhezustand durch einen im Positionsblock 20 angeordneten Halte­ magneten 62 fixiert. Die dargestellte Stellung der Schwenkeinheit 60 zeigt die Meßposition an. Für beispielsweise einen Werkstück­ wechsel ist die Schwenkeinheit 60 in der dargestellten Richtung aus der Meßposition heraus schwenkbar. Mit Hilfe der beiden Klemmeinrichtungen 63 ist der Meßfühler 29 horizontal bewegbar und fixierbar. Mit Hilfe dieser beiden Klemm- bzw. Einstell­ einrichtungen 63 wird der Meßfühler 29 an das Werkstück heran­ geführt bzw. mit diesem kontaktiert. Die beiden in dieser Figur nicht dargestellten Meßhalteeinrichtungen 18, 19 sind in gleichartiger Weise realisiert.

Fig. 3 zeigt desweiteren die Freilaufeinrichtung 50 sowie die beiden Riemen 49, die jeweils über die Riemenscheibe 43 mit den Antriebswellen 41 verbunden sind.

Desweiteren ist in Fig. 3 die Kugellagerung 64 des Führungs­ bolzens 5 in dem Halteblock 4 anhand einer Schnittzeichnung dar­ gestellt. Zusätzlich ist in Fig. 3 die Anschlaghalteeinrichtung 54 detailliert dargestellt. Diese ist durch zwei Schwenkteile 65 realisiert, wobei ein Klemmbereich des ersten Schwenkteils 65 über einen Bolzen 66 mit der Stützeinrichtung 1 verbunden ist. Das Ende des zweiten Schwenkteils 65 ist am Ende des ersten Schwenkteils 65 schwenkbar und durch eine Schraube fixierbar gelagert. Am Ende des zweiten Schwenkteils 65 ist eine Öffnung für die Aufnahme der Anschlagswelle 55 vorgesehen. Die Anschlags­ welle 55 ist mit Hilfe einer Klemmschraube 67 in der gewünschten Position fixierbar bzw. für eine Verstellung entsprechend lösbar. Mit Hilfe einer weiteren Klemmschraube 68 kann die Halteleerlauf­ rolle 7 entfernt bzw. gewechselt werden.

In Fig. 4 ist anhand einer Schnittdarstellung die Abstandswelle 46 in der Stützeinrichtung 1 dargestellt. Die quer zu den Stell­ wellen 40 verlaufende Abstandswelle 46 ist an ihrem einen Ende in einer Öffnung 69 und am anderen Ende über ein Kugellager 70 in der Stützeinrichtung 1 gelagert. Die beiden gegensinnigen Gewindebereiche 45 der Abstandswelle 46 greifen in gegensinnige Gegengewindeteilbereiche 44 der Stellwellen 40 ein. Am kugel­ lagerseiten Ende der Abstandswelle 46 ist ein Drehknopf 71 be­ festigt. Durch manuelles Drehen an diesem Drehknopf 71 werden die beiden Stellwellen 40 gegensinnig gedreht und somit die beiden exzentrisch befestigten Stützrollen 2, 3 symmetrisch von der Mitte M zwischen den beiden Stützrollen 2, 3 halbkreisförmig auseinander oder zusammenbewegt. Hierdurch wird der Abstand zwischen den Stützrollen 2, 3 symmetrisch zu der Mitte zwischen den beiden Stützrollen 2, 3 verändert. Unterhalb der Abstands­ welle 46 ist parallel die Fixierwelle 47 angeordnet. Am Ende dieser Fixierwelle 47 ist das in Fig. 2 dargestellte Fixier­ element 48 ausgebildet. Die Fixierwelle 47 ist des weiteren über einen am entgegengesetzten Ende angeordneten Drehhebel 72 drehbar, wodurch durch das Fixierelement 48 die Abstandswelle 46 fixiert oder die Fixierung aufgehoben wird.

Bezugszeichenliste

1 Stützeinrichtung
2, 3 Stützrollen
4 Halteblock
5, 6 Führungsbolzen
7 Halteleerlaufrolle
8 Feststellschraube
9-14 Führungswellen
15 Halteelement
16 Bodenplatte
17-19 Meßfühlerhalteeinrichtung
20-22 Positionsblock
23-25 Klemmschraube
26-28 Höhenbolzen
29-31 Meßfühler
32-34 Meßfühlerhalter
35-37 Höhenklemmvorrichtung
38 Klemmschraube
40 Stellwellen
41 Antriebswelle
42 Kugellager
43 Riemenscheibe
44 Gegengewindeteilbereich
45 Gewindebereich
46 Abstandswelle
47 Fixierwelle
48 Fixierelement
49 Riemen
50 Freilaufeinrichtung
51 Riemenantriebe
52 Drehknopf
53 Motor
54 Anschlaghalteeinrichtung
55 Anschlagwelle
56 Kugel
57 Klemmringe
58 Klemmschrauben
59 Spiralfeder
60 Schwenkeinheit
61 Haltelemente
62 Haltemagnet
63 Klemmeinrichtungen
64 Kugellagerung
65 Schwenkteile
66 Bolzen
67, 68 Klemmschraube
69 Öffnung
70 Kugellager
71 Drehknopf
72 Drehhebel

Claims (25)

1. Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität eines runden Werkstückes

• - mit einer Stützeinrichtung, die mindestens zwei Stützrollen parallel ausgerichteten und in Arbeitsstellung der Vorrichtung horizontal orientierten Achsen und mindestens eine in einer Halte­ einrichtung achsparallel, zu den Stützrollen angeordnete Halteleer­ laufrolle zum Halten und Drehen des Werkstückes aufweist, wobei mindestens eine Stützrolle antreibbar ist,
• - und mit zumindestens einem Paar von der Stützeinrichtung ausge­ henden stützrollenachsenparallelen Führungswellen zur Führung und Halterung jeweils einer einen Meßfühler tragenden Meßfühlerhalte­ einrichtung,
• - die jeweils Mittel zum werkstücksbezogenen, zweidimensionalen Ein­ stellen des Meßfühlers aufweist, so daß der Meßfühler mit dem Werkstück kontaktierbar ist,
• - und die jeweils mit Mitteln zur Positionierung des Meßfühlers ausgestattet ist, so daß der Meßfühler vom Werkstück ohne Meß­ fühlerverstellung entfernbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halteeinrichtung durch einen durch sein Gewicht, die Werkstückhaltekraft bestimmenden Halteblock (4) gebildet ist, daß der Halteblock (4) derart mit Hilfe mindestens einer Führungsein­ richtung (5, 6) an der Stützeinrichtung (1) angeordnet ist, daß die am Halteblock (4) gelagerte Halteleerlaufrolle (7) in einer Richtung, die senkrecht zu einer die Stützrollenachsen enthaltenden Ebene verläuft, stützrollenmittig auf das eingesetzte Werkstück drückt, wobei der Halteblock (4) derart in der Führungseinrichtung (5, 6) gelagert ist, daß er längs dieser Rich­ tung bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (5, 6) durch zwei senkrecht zu den Stützrollenachsen verlaufende Führungsbolzen (5, 6) gebildet ist, daß der Halteblock (4) an einem der Führungsbolzen (5) kugelge­ lagert ist, so daß er präzise und leicht bewegbar ist, und daß der Halteblock (4) mit einer auf den anderen der Führungsbolzen (6) wirkenden, manuell betätigbaren Feststellschraube (8) versehen ist, so daß er temporär fixierbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei von der Stützeinrichtung (1) ausgehende parallel ange­ ordnete Paare von Führungswellen (9 bis 14) mit einer einen Meßfühler (29 bis 31) haltenden Meßfühlerhalteeinrichtung (17 bis 19) je Paar zur Messung der Konzentrizität an der Außenseite, an der Innenseite oder an der Vorderseite des Werkstückes vorge­ sehen sind.

4. Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität eines runden Werkstückes

• - mit einer Stützeinrichtung, die mindestens zwei Stützrollen mit parallel ausgerichteten und in Arbeitsstellung der Vorrichtung horizontal orientierten Achsen und mindestens eine in einer Halte­ einrichtung achsparallel zu den Stützrollen angeordnete Halteleer­ laufrolle zum Halten und Drehen des Werkstückes aufweist, wobei mindestens eine Stützrolle antreibbar ist,
• - und mit zumindestens einem Paar von der Stützeinrichtung ausge­ henden stützrollenachsenparallelen Führungswellen zur Führung und Halterung jeweils einer einen Meßfühler tragenden Meßfühlerhalteein­ richtung,
• - die jeweils Mittel zum werkstücksbezogenen, zweidimensionalen Einstellen des Meßfühlers aufweist, so daß der Meßfühler mit dem Werkstück kontaktierbar ist,
• - und die jeweils mit Mitteln zur Positionierung des Meßfühlers ausgestattet ist, so daß der Meßfühler vom Werkstück ohne Meß­ fühlerverstellung entfernbar ist,
• - wobei eine der Führungswellen (10, 12,14) eines jeden Paars in jeweils einem Positionsblock (20 bis 22) der jeweiligen Meßfühlerhalteein­ richtung (17 bis 19) kugelgelagert ist, so daß die Meßfühlerhalte­ einrichtung (17 bis 19) in Stützrollenachsrichtung bewegbar und präzis positionierbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß zur Fixierung der jeweiligen Meßfühlerhalteeinrichtung (17 bis 19) ihr Positionsblock (20 bis 22) mit einer auf die andere der Führungswellen (9, 11, 13) eines Paars wirkenden Klemmeinrichtung versehen ist,
• - daß an dem führungswellenparallel verlaufenden, stützrollensei­ tigen Bereich des jeweiligen Positionsblocks (20 bis 22) jeweils eine vom Werkstück wegschwenkbare und durch jeweils ein Halte­ mittel (62) fixierbare Schwenkeinheit (60) angeordnet ist,
• - daß die jeweilige Schwenkeinheit (60) jeweils einen senkrecht zu diesem Bereich gerichteten Höhenbolzen (26 bis 28) aufweist,
• - daß jeweils an diesem Höhenbolzen (26 bis 28) der jeweilige Meßfühler (29) bis 31) über jeweils einen Meßfühlerhalter (32 bis 34) dreidimensional verstellbar befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (62) jeweils ein Haltemagnet (62) ist, daß der Meßfühlerhalter (32 bis 34) jeweils durch eine mit Hilfe jeweils einer Klemmschraube (38) manuell betätigbare Höhenklemmvorrichtung (35 bis 37) senkrecht zur Führungswellenebene verstellbar ist und daß der Meßfühler (29 bis 31) jeweils durch sich parallel zur Führungs­ wellenebene bewegende Stelleinrichtungen parallel zur Führungswellen­ ebene verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Höhenklemmvorrichtung (35 bis 37) durch auf den jeweiligen Höhenbolzen (26 bis 28) abgestimmte und an den jeweiligen Einrichtungen ausgebildete Klemmbereiche gebildet ist und vermittels jeweils einer manuell betätigbaren, in den jeweiligen Einrichtungen in eine entsprechende Gewindebohrung einschraubbaren Klemmschraube (38) an den jeweiligen Höhenbolzen (26 bis 28) klemmbar ist.

7. Vorrichtung zur Messung der Konzentrizität von runden Werk­ stücken

• - mit einer Stützeinrichtung, die mindestens zwei Stützrollen mit parallel ausgerichteten und in Arbeitsstellung der Vorrichtung horizontal orientierten Achsen und mindestens eine in einer Halte­ einrichtung achsparallel zu den Stützrollen angeordnete Halteleer­ laufrolle zum Halten und Drehen des Werkstückes aufweist, wobei mindestens eine Stützrolle antreibbar ist,
• - und mit zumindestens einem Paar von der Stützeinrichtung ausge­ henden stützrollenachsenparallelen Führungswellen zur Führung und Halterung jeweils einer einen Meßfühler tragenden Meßfühlerhalte­ einrichtung,
• - die jeweils Mittel zum werkstücksbezogenen, zweidimensionalen Einstellen des Meßfühlers aufweist, so daß der Meßfühler mit dem Werkstück kontaktierbar ist,
• - und die jeweils mit Mitteln zur Positionierung des Meßfühlers ausgestattet ist, so daß der Meßfühler vom Werkstück ohne Meß­ fühlerverstellung entfernbar ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützrollen (2, 3) mit Hilfe einer Querbewegungseinrichtung quer zur Stützrollenachsenrichtung zur Änderung des Abstands zwischen den Stützrollen (2, 3) bewegbar sind, wobei die Stützrollen (2, 3) symmetrisch zur Mitte (M) zwischen den Stützrollen (2, 3) gegensinnig bewegbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Querbewegungseinrichtung eine quer zur Stützrollenachsen­ richtung angeordnete Abstandswelle (46) mit zwei gegensinnigen Ge­ windebereichen (45) vorgesehen ist, daß die Abstandswelle (46) einen ersten Drehknopf (71) zum manuellen Drehen aufweist und daß die Stützrollen (2, 3) durch Betätigen des ersten Drehknopfs (71) mit Hilfe einer zweiten Stelleinrichtung symmetrisch zur Mitte (M) der beiden Stützrollen (2, 3) quer bewegbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stelleinrichtung zwei in der Stützeinrichtung (1) gelagerte Stellwellen (40) aufweist, daß die Stützrollen (2, 3) exzentrisch an den Stellwellenstirnseiten gelagert sind, daß die Stellwellen (40) am entgegengesetzten Ende jeweils mit Gegen­ gewindeteilbereichen (44) versehen sind, daß die Gegengewinde­ teilbereiche (44) der beiden Stellwellen (40) und die beiden Gewinde­ bereiche (45) der Abstandswelle (46) sowie die Anordnung der Stellwellen (40) und der Abstandswelle (46) derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Stellwellen (40) durch Drehen der Abstands­ welle (46) gegensinnig drehbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stelleinrichtung zwei in der Stützeinrichtung (1) gelagerte und quer zur Achse der Stützrollen (2, 3) verschiebbare Lagerböcke aufweist, daß in den Lagerböcken frontseitig die Stützrollen (2, 3) angeordnet sind, daß jeweils das untere Ende der Lagerböcke mit einem Gegengewindeteilbereich versehen ist, und daß der Gegengewindeteilbereich der Lagerböcke und die beiden Gewindebereiche (45) der Abstandswelle (46) und die Anordnung der Lagerböcke und der Abstandswelle (46) derart aufeinander abge­ stimmt sind, daß beide Lagerböcke bzw. die Stützrollen durch Drehen der Abstandswelle (46) quer symmetrisch zur Mitte der Stützrollen bewegbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gewindebereichen (45) der Abstandswelle (46) eine diese fixierende und in der Stützeinrichtung (1) angeordnete Fixiereinrichtung vorgesehen ist und daß die Fixiereinrichtung manuell betätigbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiereinrichtung eine in der Stützeinrichtung (1) gelagerte, quer zu den Stützrollenachsen verlaufende Fixierwelle (47) aufweist, daß am abstandswellenseitigen Ende der Fixierwelle (47) ein Fixierelement (48) derart angeordnet ist, daß das Fixier­ element (48) durch Drehen der Fixierwelle (47) vermittels eines am entgegengesetzten Ende befestigten Drehhebels (72) gegen die Abstandswelle (46) drückbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Stützrollen (2, 3) über zumindest eine in der Stützeinrichtung (1) gelagerte Antriebswelle (41) angetrieben wird, und daß jede Antriebswelle (41) an dem den Stützrollen (2, 3) gegenüberliegenden Ende jeweils mit einem Antriebselement (43) versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Stützrollen (2, 3) über zumindest eine in den Stellwellen (40) gelagerte Antriebswelle (41) angetrieben wird, und daß jede Antriebswelle (41) an dem den Stützrollen (2, 3) gegenüberliegenden Ende jeweils mit einem Antriebselement (43) versehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Stützrollen (2, 3) über zumindest eine in den Lagerböcken gelagerten Antriebswelle (41) angetrieben wird, und daß jede der Antriebswellen (41) an dem den Stützrollen (2, 3) gegenüberliegenden Ende jeweils mit einem Antriebselement (43) versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antriebswelle jeweils an einer der Stützrollen (2, 3) axial befestigt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß das stützrollenseitige Ende der Antriebswelle (41) jeweils mit zumindest einem flexiblen Antriebsring versehen ist und daß die Antriebswelle (41) derart angeordnet ist, daß der jeweilige Antriebsring an die Stützrollenaußenfläche gedrückt wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Antriebselemente eine manuell betätigbare Dreheinrichtung aufweist, mit dessen Hilfe zumindest eine der Stützrollen (2, 3) drehbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Antriebselement (43) durch jeweils eine Riemenscheibe (43) gebildet ist, daß jede Riemenscheibe (43) über jeweils einen flexiblen Riemen (49) mit einem Freilaufantrieb (50) verbunden ist, wobei der Freilaufantrieb (50) eine Freilaufwelle, eine Freilaufantriebswelle und je Riemen einen Riebenantrieb (51) auf­ weist, und daß die Freilaufwelle mit einem motorischen Antrieb (53) verbunden ist und die an den Riemenantrieben (51) befestigte Frei­ laufantriebswelle einen zweiten Drehknopf (52) aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb (53) hinsichtlich der Umdrehungszahl regelbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Stützrollenachsenrichtung einstellbare Anschlagein­ richtung an der Stützeinrichtung (1) im Sinne eines rückseitigen Werkstückanschlages angeordnet ist, daß die Stützrollen (2, 3) und/oder die Halteleerlaufrolle (7) eine zu der Werkstückachse leichte Schrägstellung in der Art aufweisen, daß während des Drehens des Werkstückes dieses in Richtung Anschlageinrichtung transportiert wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung eine Anschlagwelle (55) aufweist, daß die Anschlagwelle (55) werkstückseitig mit einer kugelgela­ gerten Kugel (56) versehen ist und in einer an der Stützein­ richtung (1) befestigten Anschlaghalteeinrichtung (54) durch ein Klemmelement gehalten wird, daß die Anschlagwelle (55) mit Hilfe des Klemmelementes anschlagwellenaxial verstellbar, ist und daß die Anschlaghalteeinrichtung (54) mit Hilfe von durch Schrauben (67, 68) betätigbare Klemmvorrichtungen zweidimensional verstell­ bar ist.