DE631390C

DE631390C - Selbsttaetig arbeitende Messvorrichtung fuer Bohrungen bearbeitende Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE631390C
Application number: DEA67546D
Authority: DE
Original assignee: Svenska Kullagerfabriken AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 1931-10-17
Filing date: 1932-10-29
Publication date: 1936-06-25
Also published as: US1918198A

Description

Es sind bereits Meßvorrichtungen für Bohrungen bearbeitende Werkzeugmaschinen mit einer mit der Geschwindigkeit des Werkstückes umlaufenden Lehre bekannt. Diese Meßvorrichtungen haben den Nachteil, daß die Lehre erst dann in die Bohrung des Werkstückes eintreten und dadurch die Werkzeugmaschine steuern kann, wenn die Bohrung auf das gewünschte Maß gebracht worden

«ο ist. Die Lehre prüft also die Bohrung nur an der Mündung, was jedoch nachteilig ist, da bekanntlich die Mündungen von Bohrungen zur Messung ungeeignet sind. Es empfiehlt sich daher, die Bohrungen im Abstande von der Mündung zu messen.

Es gibt zwar bereits feststehend angeordnete Meßvorrichtungen für Bohrungen bearbeitende Werkzeugmaschinen, die die Bohrung zwischen deren Enden messen. Diese Meßvorrichtungen bewegen sich bei der fortschreitenden Bearbeitung des Werkstückes immer gerade um den Betrag, um den die Bohrung infolge der Bearbeitung vergrößert worden ist. Dies ist offensichtlich¹ dann ein Nachteil, wenn das Werkstück bei Erreichung des Fertigmaßes nur noch fein bearbeitet wird; denn wenn die Meßvorrichtung zur Steuerung der Werkzeugmaschine benutzt wird, so wird es sehr schwierig sein, da es sich bei der Bearbeitung des Werkstückes auf Fertigmaß nur um Größenunterschiede von Zehntelmillimetern und weniger handelt, die Steuerung der Werkzeugmaschine zur· richtigen Zeit zu bewirken.

Um beim Messen von Bohrungen zwischen deren Enden einen großen Verstellweg der Lehre und damit eine sichere Steuerbewegung für die Werkzeugmaschine zu erhalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die in an sich bekannter Weise mit der Geschwindigkeit des Werkstückes umlaufende Lehre auf einer in die Bohrung des Werkstückes eindringenden drehbaren Welle neigbar anzuordnen und ihre bei Erreichung des Sollmaßes stattfindende Ausschwingung zur *5 Steuerung der Werkzeugmaschine zu benutzen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sich die Lehre beim Meßvorgang gegen mehrere auf dem Innenumfang der Bohrung sich verteilende Stellen abstützt. Dieses bei von Hand betätigten Lehren an sich bekannte Merkmal ist gegenüber den bekannten mechanisch betätigten Meßvorrichtungen, bei denen der Meßtaster an einem verhältnismäßig langen Arm angeordnet ist, von Vorteil; denn bei der bereits genannten Anordnung wird beim Messen der Arm infolge auftretender Biegungsspannungen durchgebogen und die Messung ungenau.

Diese und weitere Merkmale gehen an Hand der Zeichnung aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Es zeigen

Fig. ι die Seitenansicht einer Schleifmaschine mit einer Meßvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Spann-

einen Flansch 20 hat, welcher durch Bolzen am Flansch 21 auf einem anderen, auf der

futter und die Meßvorrichtung in größerem
Maßstabe und teilweise in waagerechtem
Schnitt, _χϊ'φ hohlen, umlaufenden Spindel 23 der Maschine

Fig. 4 eine Seitenansicht der Meßvorricßö^v%igeordneten Teil 22 festgehalten wird. Diese tung, . _;-;;||i|||;4|)indel läuft in den in den Gehäusen 24

Fig. 5 die Ausführung des Meßkörpers?'²""'

einzelnen,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 3 gezeigten Teile, von denen einige weggelassen sind, um den Meßkörper in Arbeit und in der Stellung zu zeigen, die er einnimmt, wenn die 'Bohrung des Werkstückes ihren Fertigdurchmesser erreicht hat,

Fig. 7 eine noch mehr vergrößerte Darstellung des in der Bohrung eines Werkstückes angebrachten Meßkörpers, wobei der Meßkörper noch nicht ganz den vorgeschriebenen Durchmesser erreicht hat.

Die Schleifscheibe 1 (Fig. 1) wird von einer Spindel 2 getragen, die drehbar in einer Spindelhülse 3) gelagert ist, welche auf einem Schlitten 4 sitzt, der in bekannter Weise hin und her bewegbar auf dem Maschinenrahmen 5 angeordnet ist. Die Größe der hin und her gehenden Bewegung des Schlittens ist in der Zeichnung durch zwei Anschläge 6 und 7_ begrenzt dargestellt. Die Anschläge 6 und 7 sind an einem Rad befestigt und so angeordnet, daß sie mit einem anderen Anschlag 9 in Berührung kommen,, der an dem Maschinenrahmen angebracht ist und eine nicht gezeigte Klauenkupplung umschaltet, wodurch er ein Umkehren der Bewegung des Schlittens herbeiführt. Der Anschlag 9 ist derart auf dem Kern eines Elektromagneten 10 angeordnet, daß er, wenn dem Magneten elektrischer Strom zugeführt wird, zurückgezogen wird und einem der Anschläge 6 oder 7 erlaubt, sich frei vorbeizubewegen. Der gezeigte Umkehrmechanismus ist bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Der Schlitten 4 (Fig. 2) ist auf einem hin und her gehenden Tisch 11 angebracht, auf +5 dem eine Platte 12 befestigt ist, deren eine Seite zu einer Steuerfläche 13 ausgebildet ist. Die Platte kann längs einer Linie parallel mit der Bewegungsrichtung des Schlittens eingestellt werden und wird in der gewünschten Lage mittels einer Mutter 14 auf dem Bolzen 15 befestigt, der in einem Schlitz 16 in einer auf dem Tisch 11 angebrachten Führung 17 verschiebbar ist.

Die Bohrungen, in denen die Schleifscheibe arbeiten soll, sind nach den Fig. '3 und 6 in einer Anzahl Wälzlagerringe 18 vorgesehen, die mittels eines umlaufend auf dem Maschinenrahmen angebrachten Futters in ihrer Arbeitslage gehalten werden. In der Zeichnung besteht das Futter aus einem rohrförmigen Teil 19, der an seinem einen Ende läuft in den in den !pFig. 3) und 25 befindlichen Lagern.

Das Vorderende des Teiles 19 (Fig. 6) hat eine nach außen größer werdende kegelige Ausnehmung 26, die dazu bestimmt ist, die Keile 27 aufzunehmen. Die Außenflächen der Keile 27 haben eine Konizität, die der der Fläche 26 entspricht und am besten kleiner ist als der Reibungswinkel. Die Innenfläche 28 der Keile 27 ist zum Halten des Arbeitsstückes bestimmt. Die Außenfläche der Werkstücke ist der Figur gemäß im wesentlichen zylindrisch.

Die Einstellung der Keile 27 geschieht mittels eines Ringes 29, der mit Gewinde versehen ist, das mit einem entsprechenden Gewinde in einer im Teil 19 befindlichen ringförmigen Ausdrehung 30 in Eingriff steht. Der Ring 29 hat Löcher 31, die zum Einsetzen eines den Ring 29 anziehenden Schlüssels bestimmt sind. Die Werkstücke werden durch einen abnehmbaren Deckel 32 .in ihrer Lage gehalten. Im Deckel 32 ist ein Ring 33 befestigt, der mittels Stifte 34 gehalten wird. Dieser Ring hat Gewinde, das in ein entsprechendes Gewinde 35 auf dem Teil 19 eingreift. Der Deckel 32 hat einen gegen das Werkstück anliegenden ringförmigen Teil 36. Er ist auch mit Löchern 37 zum Einsetzen eines Schlüssels versehen, um den Deckel 32 festzuziehen.

Beim Anziehen des Deckels 32 drücken die Werkstücke 18 nach innen gegen das Vorderende einer Hülse 38,, die im Teil 19 lagert. Das Hinterende der Hülse 38 hat einen Flansch 39, der in einer ringförmigen Ausdrehung im Hinterende des Teiles 19 liegt. Die eine Fläche des Flansches liegt gegen die Fläche 40 des Teiles 19 an, wodurch die Hülse 38 daran verhindert wird, bei der Entfernung des Deckels herauszufallen.

Wenn sich die Schleifscheibe in der Zeichnung nach links bewegt,- tritt die Schleifscheibe in die Bohrung des Werkstückes ein, und der Steuerteil 13 (Fig. 6) kommt in Be- no rührung mit einer Rolle 45, die an dem einen Arm 46 eines T-förmigen Hebels 47 befestigt ist, der um den Zapfen 47' am Maschinenrahmen 5 drehbar ist. Die Rolle wird von der Steuerfläche 13 nach außen gedruckt und dreht dabei den Hebel in Richtung des Uhrzeigers gegen den Zug der Feder 48, die an dem anderen Arm 49 des Hebels befestigt ist. Die Feder 48 ist an ihrem anderen Ende in einer öse auf einem Stift 50 befestigt, der in einen Vorsprung 51 des Maschinenrahmens eingesetzt ist. Die verschiedenen Teile der

Meßvorrichtung nehmen dann die in Fig. 3 angegebene Lage ein.

Der Meßvorgang vollzieht sich in folgender Weise:

Wenn die Schleifscheibe 1 sich in der Bohrung 52 (Fig. 6) der Werkstücke nach außen bewegt, bewegt sich auch der Tisch ix (Fig. 2) nach rechts, und die Rolle 45 läuft auf der Steuerfläche 13. Der Hebel 47 dreht

to sich entgegen dem Uhrzeiger unter Einwirkung der Feder 48. Der Hebel 47 hat eine ovale öffnung 53, durch welche ein Rohr 54 tritt. Auf diesem Rohr ist der Meßkörper befestigt. Das Rohr hat an seinem Außenende ein Anschlußstück 55 für einen Schlauch," mittels welchen den Werkstücken und der Schleifscheibe Kühlmittel zugeführt wird. Das Rohr 54 ist mittels Zapfens 56 (Fig. 6) am Hebel 47 befestigt, und zwar so, daß beim Hinundherpendeln des Hebels 47 eine geradlinige hin und her gehende Bewegung beim Rohr 59 erfolgt, das verschiebbar in den Lagern 57 (Fig. 6) und 58 gelagert ist.
Das Rohr 54 ist von einem anderen Rohr 59 umgeben, das verschiebbar in Lagern bei 60 und 61 (Fig. 6) gelagert ist. Das Rohr wird an seinem äußeren Ende von einem Ring 62 bewegt, der mittels eines Armes 63 mit einer verschiebbaren Stange 64 verbunden ist. Die Stange 64 ist in Lagern verschiebbar, von denen das eine in einem Vorsprung 65 auf dem Maschinenrahmen und das andere in dem Vorsprung 51 ausgebildet ist, an dem das eine Ende der Feder 48 befestigt ist. Die Stange 64 ist von einer Schraubenfeder 66 umgeben, die zwischen dem Vorsprung 51 und einem ringförmigen Teil 67 des Armes 63 angeordnet ist. Der ringförmige Teil 67 ist mittels eines Stiftes auf der Stange befestigt. Ein Bolzen 68 ist im Arm 63 festgeschraubt. Dieser Bolzen kann frei durch ein Loch im Teil 69 gehen, der mit dem Rohr 54 verbunden ist. Der Bolzen 68 hat an seinem freien Ende zwei Gegenmuttern 70. Wenn sich das Rohr 59 unter Einwirkung der Feder 66 nach rechts bewegt, wird seine Bewegung durch einen einstellbaren Anschlag 71 aufgehalten, indem der Teil 62 gegen den Anschlag zur Anlage kommt. Wenn angenommen wird, daß sich die Schleifscheibe 1 und der Tisch 11 in den Fig. 3 und 6 nach rechts bewegen, wird der Hebel unter Einwirkung der Feder in Richtung entgegen dem Uhrzeiger pendeln, wobei sich auch das Rohr 54 und der Teil 69 nach rechts bewegen. Die Feder 66. hält die Muttern 70 gegen Teil 69 gedrückt. Mit anderen Worten: Die Stange 64 und der Arm 63 sowie der Teil 62 und das Rohr 59 bewegen sich nach rechts, bis sie durch den Anschlag 71 angehalten werden. Die Bewegung des Hebels 47 und des Rohres 54 setzt sich jedoch fort, bis sie durch den Meßkörper aufgehalten wird, der nachstehend näher beschrieben wird. Die fortgesetzte Bewegung beim Rohr 54 wird, wie oben erwähnt, dadurch ermöglicht, daß der Bolzen 68 frei durch den Teil 69 geht und somit eine axiale Bewegpng dieser Teile zueinander zuläßt.

Die Form der Lehre ist in Fig. 7 dargestellt. Die Lehre ist zur Kontrolle des Größt- und Kleinstmaßes bestimmt und ist somit eine Toleranzlehre. Sie besteht aus einem Meßkörper 72,', der außen kugelig ausgebildet ist und dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Werkstücke. Auf der kugeligen Oberfläche, -und zwar in der Nähe der einen Kante, befindet sich ein Vorsprung 73 in der Form einer Kugelhaube, die mit der kugeligen Fläche des Meßkörpers konzentrisch verläuft. Der Vorsprung 73 ist am Meßkörper seitlich der zur Achse des Meßkörpers senkrechten Mittelebene angeordnet.

Die Entfernung 75 zwischen der oberen Fläche des Vorsprunges 73 und der entgegengesetzt liegenden Fläche des Meßkörpers entspricht dem Durchmesser der fertigen Bohrung. Der Meßkörper 72 ist auf dem einen Ende des Rohres 54 in folgender Weise angebracht: Ein ringförmiger Teil 76 (Fig. 6) ist drehbar auf dem Rohr 54 befestigt und wird durch eine Mutter 77 gehalten. Dieser ringförmige Teil hat zwei diametral zueinander liegende Löcher, in welche die in den Meßkörper 72 eingeschraubten Zapfen 78 und

79 (Fig. 5) eingreifen. Der Meßkörper kann sich somit um die Zapfen drehen. Wenn der Meßkörper die in Fig. 3 gezeigte Lage einnimmt, kann er frei in die Bohrung der Werk- 10c stücke eingeführt werden, unter der Voraussetzung, daß der Durchmesser 74 gleich oder kleiner ist als der Durchmesser der Bohrungen der Werkstücke.

Die Schwenkung des Meßkörpers 72. derart, daß der Durchmesser 75 senkrecht zur Achse der Bohrung des Werkstückes steht, ist nur dann möglich, wenn der Durchmesser der Bohrung gleich dem Durchmesser 75 ist.

Das innere Ende des Rohres 59 (Fig. 6) ist mit einer Hülse 79' versehen, auf der ein Ring

80 befestigt ist, der durch eine Mutter 81 in seiner Lage gehalten wird. Der Ring 80 ist in der Hülse 38 verschiebbar und wird mittels einer Schraube 82, die in einer Nut 83 der Hülse 38 axial verschiebbar ist, mit der Hülse

79 gedreht. Ein Gelenkstück 84 ist mit seinem einen Ende am Ring 80 befestigt, während das andere Ende drehbar am Meßkörper 72 befestigt ist. Durch das Gelenkstück 84 wird die Drehbewegung des Futters 19 vom Ring

80 auf den Meßkörper 72 überführt, welcher

daher mit der gleichen Geschwindigkeit um das Rohr 54 läuft wie das Futter 19 oder mit anderen Worten, mit der gleichen Umlaufgeschwindigkeit wie die Werkstücke, Dies ist wichtig, um soweit wie möglich Verschleiß beim Meßkörper zu verhindern, wenn dieser gegen die Werkstücke zur Anlage kommt.

Wie vorher gezeigt wurde, bewegen sich, wenn sich die Schleiischeibe nach rechts bewegt, d. h. also gegen das äußere Ende der Bohrung zu, gleichzeitig auch die beiden Rohre 54 und 59 nach rechts, und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit, bis die Bewegung bei dem Rohr 59 durch den Anschlag 71 aufgehalten wird, worauf das Rohr 54 seine Bewegung allein fortsetzt. In dem Maße, wie die Schleifscheibe gegen das äußere Ende der Bohrung zurückgezogen wird, folgt der auf zo dem Ende des Rohres 54 angeordnete Meßkörper der Schleifscheibe und tritt in die Bohrung ein, und zwar in einem Abstand, der durch die Einstellung der Steuerfläche 13 geregelt wird. Wenn der Meßkörper einen gewünschten Abstand zurückgelegt hat, der durch die Einstellung des Anschlages 71 bestimmt wird, wird die Bewegung des Rohres 59 aufgehalten. Die Bewegung des Gelenkstückes 84 hört auch auf und verhindert somit eine weitere Vorwärtsbewegung bei der-. jenigen Seite des Meßkörpers, an welcher das Gelenk befestigt ist. Die Bewegung des Rohres 54 wird jedoch unter Einwirkung der Feder 48 fortgesetzt,- und die Mitte des Meßkörpers wird somit im Verhältnis zu der Seite, die durch das Gelenk 84 stillgehalten wird, vorwärts geschoben. Der Meßkörper wird daher kippen, bis der größte Durchmesser 75 zur Anlage gegen die Bohrung des Werkstückes gebracht wird. Wenn die Bohrung des Werkstückes das Fertigmaß noch nicht erreicht hat, wird die kippende Bewegung und auch die axiale Bewegung des Meßkörpers in der Bohrung-des Werkstückes aufgehalten. Wenn die Schleifscheibe wendet und wieder in die Bohrung eintritt, kommt die Rolle 45 mit der Steuerfläche 13 in Berührung, wodurch der Meßkörper zurückgezogen wird und der Schleifscheibe den Weg freigibt.

Wenn die Bohrung auf Fertigmaß geschliffen worden ist, setzt sich die kippende und auch die axiale Bewegung des Meßkörpers fort. Hierdurch kann das Rohr 54 weiter nach rechts verschoben werden, als es der Fall war, ehe die Bohrung Fertigmaß erreicht hatte. Ein auf Teil 69 (Fig. 3) angebrachter elektrischer Kontakt 85 wird gegen einen anderen elektrischen Kontakt 86 zur Anlage gebracht und schließt einen elektrischen Stromkreis 87, wodurch dem Magneten 10 (Fig. 2) Strom zugeführt wird. Der Anschlag 9 wird dabei hochgehoben, so daß er über den Anschlag 6 hinweggeht. Es ist zu beachten, daß der elektrische Kontakt stets geschlossen wird, wenn der Meßkörper in die Bohrung eindringt bzw. die Schleifscheibe aus derselben herausgeht. Da der Anschlag 9 alsdann hochgehoben wird, kann der Anschlag 6 nicht die Bewegung des Schlittens umkehren, so daß dieser also seine Bewegung fortsetzt und die Schleifscheibe von der Bohrung entfernt.

Es ist offenbar, daß auch andere Ausführungsformen der Erfindung denkbar sind, ohne daß von dem Prinzip derselben abgegangen zu werden braucht. Es ist somit möglich, die Vorrichtung so anzubringen, daß der Meßkörper nicht am Anfang des Schleifvorganges in die Bohrung eintritt. Wenn der Meßkörper dann in die Bohrung eintritt, wird ein Stromkreis geschlossen, der den Vorschub zu einem kleineren umschaltet oder die Geschwindigkeit - der hin und her gehenden Bewegung des Schlittens ändert oder die Sg Schleifscheibe von der Bohrung entfernen kann. Während der erste Meßvorgang des Meßkörpers in diesem Fall durch den Eintritt des Meßkörpers in die Bohrung bestimmt wird, so wird der letzte Meßvorgang, der den Vorschub ganz .ausschaltet oder die Geschwindigkeit der hin und her gehenden Bewegung des Schlittens aufhält oder die Schleifscheibe von der Bohrung entfernt, im mittleren Teil der Bohrung ausgeführt und nicht an der Mündung der Bohrung, wie es bei dem früher verwendeten selbsttätigen Messen der Fall ist.

Claims

Patentansprüche: ^1o°

i. Selbsttätig arbeitende Meßvorrichtung für Bohrungen bearbeitende Werkzeugmaschinen mit einer mit der Geschwindigkeit des Werkstückes umlaufenden Lehre, dadurch gekennzeichnet, daß die Lehre auf einer in die Bohrung des Werkstückes (18) eindringenden, drehbaren Welle (54) neigbar angeordnet ist und bei Erreichung des Sollmaßes aus- "° schwingt, wobei diese Schwenkbewegung zur Steuerung der Werkzeugmaschine benutzt wird.
2. Meß vorrichtung nach Anspruch 1,

• dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lehre (72) beim Meßvorgang gegen mehrere auf dem gesamten Innenumfang der Bohrung sich verteilende Stellen abstützt.
3. Meß vor richtung nach Anspruch χ und 2 mit einer sich durch die Werkstückantriebsvorrichtung erstreckenden,

die Lehre tragenden, hin und her bewegbaren Stange, die von der der Werkzeugeintrittsseite entgegengesetzt liegenden Werkstückseite in das Werkstück eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Welle (54) schwenkbar angelenkte Lehre (72) mit einem Teil der Werkzeugmaschine derart verbunden ist, daß sie nach der Einführung in das Werkstück (18) um eine bestimmte Länge in Meßstellung geschwenkt wird.
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor Erreichung des Fertigmaßes der Bohrung die Bewegung der Lehre (72) in die Meßstellung und eine weitere Bewegung der sie tragenden Stange (54) in das Werkstück hinein gehindert wird, während sich die Stange bei der Erreichung des Fertigmaßes weiterbewegt und hierdurch in an sich bekannter Weise der Antrieb der Werkzeugmaschine gesteuert wird.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lehre tragende Stange (54) in einer im Spannfutter gelagerten und sich mit diesem drehenden Stange (59) geführt ist und sich beide Stangen bei der Einführung der Lehre in das Werkstück im wesentlichen mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, bis die Bewegung der Stange (59) durch einen Anschlag (71) beendet wird, während die Stange (54) ihre Bewegung fortsetzt, bis ein mit der Stange (59) verbundener Teil (84) zunächst die Schwenkung der Lehre und bei Erreichung des Fertigmaßes die Fortsetzung der Bewegung der Stange (54) hindert.
6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper aus einem eine kugelförmige. Außenfläche aufweisenden Ring (72) besteht mit einem Vorsprung {72), dessen Außenfläche mit der kugeligen Fläche des Ringes konzentrisch ist, und der Ring mittels Drehzapfen (78, 79) an der ihn tragenden Stange (54) schwenkbar angelenkt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen