DE68904279T2 - Einrichtung zum kontrollieren der winkelstellung eines eine drehbare antriebswelle antreibenden stellorgans. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kontrollieren der Winkelstellung eines drehbaren Organs.
• Derartige Organe werden insbesondere an einer Werkzeugmaschine verwendet, um die Position eines Werkzeugs relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück zu verändern.
• Bisher verwendet man üblicherweise ein gegebenenfalls mit einem Betätigungsgriff versehenes Rad, das an einer Steuerwelle montiert ist, mit der es drehfest verbunden ist. Die genannte Position für den ersten Durchlauf des Werkzeugs wird beispielsweise mit Hilfe eines Zeigers bestimmt, der sich entsprechend der Verstellbewegung des Werkzeugs, die durch die Drehung des Stellorgans bewirkt wird, vor einem festen Teilungsträger bewegt.
• Es zeigt sich, daß es nach Vollendung des ersten Durchlaufs oftmals notwendig ist, die Position des Werkzeugs nachzustellen, mit Hilfe einer präzisen und relativ geringfügigen Verstellung desselben, die mit der einen Zeiger und einen Teilungsträger aufweisen Einrichtung nicht zuverlässig bestimmt werden kann. Zur Durchführung dieser präzisen Verstellung mit Hilfe einer Drehung der Steuerwelle um einen kleinen Winkel ist an der Maschine eine Einrichtung zur "Feineinstellung" vorgesehen.
• Derartige Einrichtungen sind bekannt, und eine davon weist einen mit einer Teilung versehenen Ring auf, der konzentrisch auf der Steuerwelle montiert ist, relativ zu welcher er drehverstellbar ist und mit welcher er drehantreibbar ist. Die Teilungen bewegen sich bei einer Drehung des Ringes vor einem fest am Maschinengestell angebrachten Zeiger. Um die Feineinstellung durchzuführen, beispielsweise ausgehend von der Position für den ersten Durchlauf, stellt man durch Drehen des Ringes um die Steuerwelle eine Markierung der Skalenteilung (beispielsweise den Teilstrich 0) vor den Zeiger. Dann bestimmt man mit Hilfe einer Umwandlungstabelle die Anzahl der Teilstriche, um welche die Steuerwelle gedreht werden muß. Anschließend dreht man den Ring um die Steuerwelle, bis der Zeiger und der zuvor bestimmte Teilstrich in Übereinstimmung gebracht sind. Der letzte Schritt besteht darin, daß man die Steuerwelle und den Ring gemeinsam dreht, um die Markierung (0) wieder auf dem Zeiger einzustellen. Dies führt zu der gewünschten Verstellung des Werkzeugs.
• Eine solche Einrichtung ist kostspielig, da sie nicht nur einen Teilungsring für die Drehung mit der Steuerwelle oder unabhängig von dieser erfordert, sondern auch ein fester Zeiger an einem zu dem Gestell beabstandeten Punkt geschaffen werden muß. Der Zeiger benötigt somit einen Träger, der versehentlich deformiert oder beschädigt werden kann.
• In einer anderen Einrichtung zur Feineinstellung benutzt man eine Schwerkraftanordnung. Bei dieser Einrichtung ist die vordere Fläche des Rades mit einer zylindrischen Aufnahme koaxial zu der Steuerwelle versehen, die einen Teilungsring aufnimmt, der sich frei in seiner Aufnahme drehen kann oder durch die Steuerwelle in Drehung versetzt wird. Die Aufnahme weist außerdem eine zu der Steuerwelle koaxiale horizontale Welle auf, auf der ein Pendel drehbar befestigt ist, das aus einem unter der verlängerten horizontalen Welle angeordneten Gewicht und einem Element in der Form eines Pfeils in seinem über der horizontalen Welle liegenden Teil besteht. Der Pfeil bildet somit einen Zeiger, der konstant eine vertikale Orientierung hat und der Skalenteilung des Teilrings gegenüberliegt.
• Die Wirkungsweise dieser Schwerkraft-Einrichtung ist derjenigen der zuvor beschriebenen Einrichtung vergleichbar.
• Die Schwerkraft-Einrichtung erfordert eine kostspielige Mechanik. Außerdem besteht eine geringe Reibung des Pendels auf der horizontalen Achse, so daß keine streng vertikale Ausrichtung des Pfeils sichergestellt ist. Diese Reibungen können sich mit der Zeit verstärken. Außerdem kann eine solche Einrichtung nur in dem Fall eingesetzt werden, daß die Steuerwelle horizontal verläuft, da die Drehachse des Pendels waagerecht und koaxial zu der Steuerwelle verlaufen muß.
• Das Patent DE-A-3 312 376 beschreibt eine Einrichtung mit einer Meßarmatur, auf deren einer Fläche eine zylindrische Kammer mit einer zu der genannten Fläche rechtwinkligen Achse befesugt ist.
• Die sichtbare Endfläche der Kammer weist ein ringförmiges durchsichtiges Fenster auf, dessen Rand mit einer Teilung versehen ist.
• Die Kammer ist zur Hälfte mit einer Flüssigkeit gefüllt, deren freie waagerechte Oberfläche eine der Teilung zugewandte Bezugsmarke bildet.
• Eine solche Einrichtung gestattet es nicht, die Winkelstellung einer Achse zu kontrollieren.
• Um die Nachteile der Einrichtungen nach dem Stand der Technik zu überwinden, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache, kostengünstige, zuverlässige und präzise Einrichtung zum Kontrollieren der Winkelstellung eines Stellrades für den Drehantrieb einer Steuerwelle zu schaffen.
• Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Einrichtung zum Kontrollieren der Winkelstellung eines Stellorgans vor, das durch ein Antriebsorgan um seine Achse gedreht wird, mit Teilungen, die auf einem koaxialen Kreis verteilt sind und einer Bezugsmarke mit konstanter Orientierung gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein in bezug auf das Antriebsorgan um die genannte Achse drehbares Kontrollteil besitzt, an dem die genannten Teilungen angebracht sind und das eine koaxiale umlaufende Kammer, die zur Hälfte mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren freie waagerechte Oberfläche die genannte Bezugsmarke bildet, und ein ringförmiges transparentes Fenster aufweist, das den Teilungen zugeordnet ist und dazu dient, die freie Oberfläche der Flüssigkeit in bezug auf die Teilungen erkennen zu lassen, und daß sie Mittel zum Drehantrieb des Kontrollteils mit Hilfe des Antriebsorgans aufweist.
• Gemäß anderen Merkmalen:
• - ist die Kammer zylindrisch,
• - sind die Drehantriebsmittel Reibantriebsmittel,
• - werden die Drehantriebsmittel durch wenigstens eine Wand des Kontrollteils gebildet, die mit wenigstens einer Wand des Antriebsorgans in Reibberührung steht,
• - ist die Wand des Kontrollteils eine nach hinten von der umlaufenden Kammer aus vorspringende zylindrische Schürze, die in einer ringförmigen zylindrischen Aufnahme des Antriebsorgans aufgenommen wird, das wenigstens eine Wand aufweist, die die mit einer Seitenfläche der Wand der Schürze in Reibberührung stehende Wand des Antriebsorgans bildet,
• - steht jede seitliche Fläche der Schürze mit einer entsprechenden Wand der zylindrischen Aufnahme in Reibberührung,
• - weist die Schürze außerdem auf einer ihrer seitlichen Flächen eine radiale kreisförmige Nut auf, die mit an dem Antriebsorgan vorgesehenen Mitteln zur drehbaren Führung und zum axialen Halten des Kontrollteils zusammenwirkt
• - weisen die Mittel zur drehbaren Führung und zum axialen Halten wenigstens eine an dem Antriebsorgan ausgebildete elastische Zunge auf, die sich axial in einer Ausnehmung der Wand der Aufnahme erstreckt die mit der genannten, mit der Nut versehenen Seitenfläche in Berührung steht, wobei die Zunge eine radiale kreisförmige Rippe mit einer zu der Nut komplementären Form aufweist, die für die Aufnahme in dieser Nut vorgesehen ist,
• - weisen die Mittel zur drehbaren Führung und zum axialen Halten mehrere Zungen auf, die in Winkelabständen auf der Wand der Aufnahme verteilt sind,
• - wird das rlngförmige transparente Fenster durch eine transparente ebene vordere Stirnfläche des Kontrollteils gebildet, auf der die Tellungen ausgebildet sind.
• Die Erfindung wird durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung, die an einem Antriebsrad für eine Steuerwelle einer Werkzeugmaschine montiert ist;
• Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;
• Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht von Mitteln zur drehbaren Führung und zum axialen Halten des Kontrollteils, das in einer Aufnahme des Antriebsorgans aufgenommen ist;
• Fig. 4, 5 und 6 Ansichten analog zu Fig. 1, in denen verschiedene Relativpositionen des erfindungsgemäßen Kontrollteils und des Antriebsorgans dargestellt sind.
• In Fig. 1 und 2 ist ein Stellrad 2 gezeigt an dem eine erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung 4 montiert ist.
• Das Stellrad 2 weist eine ringförmige zylindrische Schürze 6 und einen radialen Steg 8 auf, der in einem Stück mit der Schürze 6 ausgebildet ist und sich in der Mittelebene derselben befindet.
• Eine zu dem Stellrad 2 koaxlale Hohlwelle 10 (s. Fig. 2) geht von der rückwärtigen Fläche 9 des Steges 8 aus. Diese Hohlwelle 10 ist für die Befestigung an einer (nicht gezeigten) drehbaren Steuerwelle einer Positioniereinrichtung einer Werkzeugmaschine vorgesehen.
• Das Stellrad 2 weist am Rand seiner vorderen Fläche einen Griff 12 auf, der zum leichteren Drehantrieb der Steuerwelle dient.
• Der Steg 8 besitzt an seiner vorderen Oberfläche eine zu dem Stellrad koaxiale ringförmige zylindrische Aufnahme 14, die sich axial nach hinten erstreckt. Der mittlere Durchmesser der Aufnahme ist größer als derjenige der Hohlwelle. Die Aufnahme 14 wird durch eine zylindrische axiale innere Wand 16, eine radiale Bodenwand 18 und eine zylindrische axiale äußere Wand 20 begrenzt.
• Die Kontrolleinrichtung oder das Kontrollteil 4 wird durch ein kreisförmiges Bodenelement gebildet, das mit einem dicht an dem Bodenelement befestigten Deckelelement zusammenwirkt. Der Boden weist eine flache kreisförmige Wand 22 auf, von deren Umfang aus sich eine einstückige Hülse 24 axial nach hinten erstreckt, die an ihrem von der Fläche der ebenen Wand 22 abgewandten Ende einen radialen Bund 26 aufweist.
• Der Deckel weist eine transparatente, ebene kreisförmige Wand 28 auf, von deren Umfang aus sich eine Schürze 30 axial nach hinten erstreckt. Die Dicke der Schürze 30 ist gleich dem Abstand, um den der radiale Bund 26 von der äußeren Oberfläche 32 der Hülse 24 aus vorspringt.
• Die Schürze 30 ist in der Weise dicht an der äußeren Oberfläche 32 der Hülse befestigt, daß ihr freies Ende in Abstand zu dem radialen Bund 26 liegt, so daß eine Rille oder Nut 34 gebildet wird, und daß die kreisförmigen ebenen Wände 22 und 28 parallel in Abstand zueinander liegen.
• Auf diese Weise wird zwischen der Schürze 30 und den Wänden 22 und 28 eine zylindrische innere Kammer 36 begrenzt. Die Kammer 36 ist mit einer bestimmten Menge einer vorzugsweise eingefärbten Flüssigkeit 38 gefüllt und anschließend hermetisch verschlossen. Die Menge des in die Kammer 36 eingefüllten gefärbten Materials 38 ist gleich der Hälfte des Volumens der Kammer, so daß die Schnittlinie der horizontalen Oberfläche 37 der Flüssigkeit mit der transparenten kreisförmigen Wand 28 einen Durchmesser dieser Wand bildet.
• Eine Scheibe 39 ist konzentrisch auf die Wand 28 aufgeklebt und trägt auf ihrem Umfang verteilte Teilungen 41. Die Scheibe 39 besltzt einen kleineren Durchmesser als die Wand 28, so daß die in dem Volumen 36 enthaltene Flüssigkeit 38 sowie die obere waagerechte Oberfläche 37 der Flüssigkeit in einer ringförmigen Zone 43 sichtbar bleiben.
• Das Ende der den Bund 26 tragenden Hülse 24 und die angrenzenden Teile der Hülse 24 und der Schürze 30 sind reibschlüssig in der Aufnahme 14 des Stellrades 2 aufgenommen. Somit kann das Kontrollteil 4 relativ zu dem Körper des Stellrades 2 gedreht werden, indem auf den Teil der Schürze 30, der sich außerhalb der Aufnahme 14 erstreckt, eine Kraft ausgeübt wird, die größer ist als die Reibung. Wenn andererseits das Stellrad 2 mit Hilfe des Griffes 12 um seine Achse gedreht wird, so wird das Kontrollteil 4 aufgrund der Reibungskräfte mit dem Stellrad mitgedreht.
• In Fig. 3 ist nunmehr zu erkennen, daß die äußere Wand 20 der Aufnahme 14 eine Ausnehmung 40 aufwelst. An der Stelle dieser Ausnehmung 40 erstreckt sich eine mit dem Steg 8 verbundene elastische Zunge 42 von diesem Steg aus axial nach hinten.
• Die Zunge 42 trägt auf ihrer dem Inneren der Aufnahme 14 zugewandten Oberfläche eine Rippe 44, die zur Aufnahme in der Nut 34 des Kontrollteils 4 vorgesehen ist und eine zu dem Profil dieser Nut komplementäre Form aufweist. Durch die mit der Nut 34 zusammenwirkende Rippe 44 wird das Kontrollteil 4 axial gehalten und bei seiner Drehung relativ zu dem Stellrad 2 geführt.
• Man kann mehrere gleichartige Zungen und Rippen vorsehen, die in Winkelabständen auf der Wand 20 der Aufnahme 14 verteilt sind und in der Nut 34 aufgenommen werden. Um die Einstellung eines Werkzeugs relativ zu einem Werkstück zu kontrollieren oder umgekehrt, verwendet man eine Anordnung aus Skala und Zeiger, wie sie als Stand der Technik beschrieben wurde, oder einen mit dem Antriebsrad 2 verbundenen Drehmelder, um das Werkzeug in seine genannte Position für den ersten Durchlauf zu bringen.
• Um ausgehend von einer gegebenen Relativposition des Werkzeugs und des Werkstücks eine Feineinstellung vorzunehmen, geht man wie folgt vor (s. Fig. 4, 5 und 6).
• In einem ersten Schritt stellt die Bedienungsperson durch Drehen des erfindungsgemäßen Kontrollteils 4 relativ zu dem Stellrad 2 eine Markierung 50 der Teilungen 41 auf die freie Oberfläche 37 der Flüssigkeit 38 ein, wie in Fig. 4 gezeigt ist.
• Die Bedienungsperson bestimmt dann die Anzahl der Teilstriche, um die das Stellrad gedreht werden muß, um das Werkzeug in die gewünschte Position relativ zu dem Werkstück zu bringen. Im gezeigten Beispiel muß das Stellrad 2 um 10 Teilstriche im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden.
• Zu diesem Zweck dreht die Bedienungsperson die Einrichtung 4 relativ zu dem Stellrad 2. Die Drehung erfolgt im Uhrzeigerslnn in der Weise, daß der zehnte Teilstrich von der Markierung 50 aus mit der freien Oberfläche der Flüssigkeit 38 in Übereinstimmung gebracht wird. Man erreicht so die in Fig. 5 gezeigte Position.
• Die Bedienungsperson dreht dann das Stellrad 2 im Gegenuhrzeigersinn, bis die Markierung 50 wieder auf die freie waagerechte Oberfläche der Flüssigkeit 38 eingestellt ist, wobei die Einrichtung 4 aufgrund der Reibungskräfte bei der Drehung des Stellrades 2 mitgenommen wird, wie zuvor beschrieben wurde. Man erreicht so die in Fig. 6 gezeigte Position, die der präzisen Einstellung des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück entspricht oder umgekehrt.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Kontrollieren der Winkelsteliung eines Stellorgans, das durch ein Antriebsorgan (2) um seine Achse gedreht wird, mit einem Kontrollteil (4), das in bezug auf das Antriebsorgan (2) um die genannte Achse drehbar ist, Teilungen, die auf einem zu dem Stellorgan koaxialen Kreis verteilt sind und einer Bezugsmarke gegenüberliegen, und mit auskuppelbaren Kupplungsmitteln zwischen dem Kontrollteil und dem Antriebsorgan, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollteil (4) eine zu dem Stellorgan koaxiale umlaufende Kammer aufweist, die mit einem ringförmigen, koaxialen transparenten Fenster versehen und zur Hälfte mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren freie waagerechte Oberfläche die genannte Bezugsmarke bildet, wobei die Teilungen auf einem der Ränder des ringförmigen Fensters verteilt sind, und daß die auskuppelbaren Kupplungsmittel gebildet werden durch wenigstens eine Wand des Kontrollteils (4), die mit wenigstens einer Wand (16,20) des Antriebsorgans (2) in Reibberührung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (36) zylindrisch ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Kontrollteils eine zylindrische Schürze (30,24,26) des Kontrollteils ist, die nach hinten von der umlaufenden Kammer (36) aus vorspringt und in einer ringförmigen zylindrischen Aufnahme (14) des Antriebsorgans (2) aufgenommen wird, das wenigstens eine Wand aufweist, die die mit einer Seitenfläche der Wand der Schürze in Reibberührung stehende Wand des Antriebsorgans bildet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede seitliche Fläche der Schürze mit einer Wand der zugehörigen zylindrischen Aufnahme in Reibberührung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürze außerdem auf einer ihrer seitlichen Flächen eine radiale kreisförmige Nut (34) aufweist, die mit an dem Antrlebsorgan (2) vorgesehenen

Mitteln (42,44) zur drehbaren Führung und zum axialen Halten des Kontrollteils (4) zusammenwirkt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (42,44) zur drehbaren Führung und zum axialen Halten wenigstens eine an dem Antriebsorgan (2) ausgebildete elastische Zunge (42) aufweisen, die sich axlal in einer Ausnehmung (40) der Wand der Aufnahme (14) erstreckt, die mit der genannten, mit der Nut versehenen Seitenfläche in Berührung steht, und daß die Zunge (42) eine radiale kreisförmige Rippe (44) mit einer zu der Nut (34) komplementären Form aufweist, die für die Aufnahme in dieser Nut vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur drehbaren Führung und zum axialen Halten mehrere Zungen umfassen, die in Winkelabständen auf der Wand der Aufnahme verteilt sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige transparente Fenster (43) durch eine transparente ebene vordere Stirnfläche (28) des Kontrollteils (4) gebildet wird, auf der die Teilungen (41) ausgebildet sind.