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Einrichtung zum Nachschalten des Spanzustellgetriebes von Rundschleifmaschinen
in Abhängigkeit von den Maßanzeigen eines abseits der Maschine aufgestellten Meßgerätes
Bei der Ausbildung von Flächen-, Rund-und Formschleifmaschinen für die Außenbearbeitung
von Werkstücken beliebiger Art zu mehr oder minder selbsttätig arbeitenden Maschinen
wurde schon verhältnismäßig frühzeitig dem zwangsläufigen Ausgleich der Schleifscheibenabnützung
besondere Beachtung geschenkt. Die erste grundsätzliche Lösung der Aufgabe dürfte
wohl in der Patentschrift 303 OLF. angegeben sein. Hiernach werden die Werkstücke
während der ganzen Zeit ihrer Bearbeitung durch einen oder mehrere Fühler abgetastet,
deren Aufgabe es ist, Ungleichmäßigkeiten in der Schleifwirkung .der Schleifscheibe
während eines Durchgangs des Werkstücks unter der Scheibe festzustellen und jeweils
sofort durch Schließen eines elektrischen Stromkreises ein Nachschaltgetriebe wirksam
werden zu lassen, das so lange eingerückt bleibt, bis der durch die Abnützung der
Schleifscheibe hervorgerufene Formfehler der bearbeiteten Werkstückfiäche wieder
ausgeglichen ist.
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Eine derart feinstufige Nachschaltung der Schleifscheibe ist jedoch
im allgemeinen unnötig, und man verzichtet darauf um so lieber, als der feste- Einbau
der Tast- und Nachschalteiririchtun:gen in die Schleifmaschine diese ällzu empfindlich
gegen Betriebsstörungen und Beschädigungen macht. Es genügt für gewöhnlich, die
Schleifscheibe nur dann nachzuschalten, wenn ihre Abnützung ein Maß erreicht hat,
dem ein bis nahe an die Plus-Toleranzgrenze des zu bearbeitenden Werkstücks heranreichendes
Anwachsen des Werkstückfertigmaßes entspricht. Die Ausnützung dieser Erkenntnis
gewinnt besondere Bedeutung bei der Massenfertigung von zylindrischen Teilen, und
zwar hauptsächlich dann, wenn dabei mit Schleifen gegen Anschlag bearbeitet wird.
Dieses Verfahren hat sich wegen der Vereinfachungen und Zeitersparnisse, die es
erzielen läßt, in :den letzten Jahren sehr gut eingeführt. Es ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleifscheibe einer Rundschleifmaschine vor Beginn der Arbeiten an einem
fertigen, maßhaltigen Werkstück mit Hilfe des Spanzustellgetriebes der Maschine
in .diejenige Stellung gebracht wird, die sie am Ende eines Arbeitsspieles einzunehmen
hat, und daß diese Stellung durch einen Anschlag bestimmt wird, der das Spanzustellgetriebe
bei jedem folgenden Arbeitsspiel ausrückt, sobald sich die Schleifscheibe
wieder
in der gleichen Stellung befindet. Das Verfahren gestattet es, auf die Überwachung
der Bearbeitung jedes einzelnen Werkstücks durch ein an der Maschine angebrachtes
Meßgerät zu verzichten. Je nach Art der Werkstücke können mehr oder minder große
Stückzahlen fortlaufend und ohne Beeinflussung der Maschine durch den Arbeiter fertiggestellt
werden. Es genügt, wenn- jeweils nach einer gewissen Zahl von Arbeitsspielen, die
sich aus der Erfahrung leicht besfimmen läßt, ein fertiges Werkstück aus der Reihe
entnommen und mittels eines abseits der Maschine aufgestellten Meßgeräts auf seine
Maßhaltigkeit geprüft wird. Diese Prüfung ist nötig, damit die durch die Abnützung
der Schleifscheibe allmählich eintretende Durchmesservergrößerung der fertigen Werkstücke
bei ihrer Annäherung an die Plus-Toleranzgrenze rechtzeitig erkannt wird. Das Spanzustellgetriebe
der Maschine muß .dann um den zum Ausgleich des Werkstückmaßfehlers nötigen Zustellweg
gegenüber dem festen Anschlag nachgeschaltet werden. Hierfür soll durch die Erfindung,
die im einzelnen durch die in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet
ist, eine Einrichtung geschaffen werden, bei der im Gegensatz zu den eingangs erwähnten,
fest in die Schleifmaschine eingebauten Einrichtungen als wesentlicher Bestandteil
ein ortsbewegliches Meßgerät benützt wird, das in zwangsläufiger Abhängigkeit von
seiner Maßanzeige ein Nachschaltgetriebe bekannter Bauart betätigt, und in zwar
in ebenfalls bekannter Weise mittels elektromagnetisch arbeitender Steuergeräte,
jedoch so, daß ein Prüfling, wenn überhaupt, so nur eine einzige Schaltung auslösen
kann. Auf diese Weise wird die Schleifscheibe jeweils rechtzeitig genug um das Maß
ihrer Abnützung nachgeschaltet, gleichzeitig aber auch eine hinreichende Sicherung
gegen Fehlschaltungen erreicht, die durch unsachgemäße Bedienung des Meßgeräts oder
.durch Formfehler an sich maßhaltiger Werkstucke verursacht werden könnten.
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Abb. i der beiliegenden Zeichnung zeigt in gerippeartiger Darstellung
ein Fühlhebelmeßgerät in der bekannten Grundausführung, die für die Verwirklichung
der Erfindung benützt werden soll. In Abb. 2 ist die neue Anordnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, das sich auf die Wiedergabe der wesentlichen Teile in einfachster Form
beschränkt.
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Das Meßgerät besteht aus einem Sockel i und dem Maßanzeigegerät 2,
das von einem Halter 3 getragen wird. Der Prüfling 4. wird auf zwei im Sockel i
angeordnete Stützrollen 5 und 6 aufgelegt und in einem Durchinesser gemessen, der
durch die Verbindungs-Linie zwischen seinem Mittelpunkt und dem der Stützrolle 5
bestimmt ist. Die Maßanzeige kommt in bekannter Weise durch die @@uslenkung eines
im Gehäuse; untergebrachten, als Maßzeiger ausgebildeten ungleicharmigen Winkelhebels
8 zustande, auf dessen kurzen Hebelarm ein auf -dem Prüfling aufzusetzender Tastbolzen
g einwirkt. Eine am Zeiger 8 und am Gehäuse 7 befestigte Zugfeder io stellt dabei
den Kraftschluß zwischen der Anzeigevorrichtung und dein Prüfling .I her.
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Der Tastbolzen trägt an seinem aus dem Gehäuse? herausragenden Ende
einen flanschartigen Ring i i, an dem der eine Arm eines j am Gehäuse 7 befestigten
doppelarinigen Hebels 12 angreift. Mittels des Hebels kann der Tastbolzen auf den
Prüfling aufgesetzt und von ihm abgehoben werden; die Endlage des Maßzeigers nach
dem Abheben des Tastholzens wird durch das Anschlagen des Tastbolzenrings i i am
Gehäuse 7 bestimmt.
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Der Maßzeiger 8 ist in bekannter Weise als Schaltglied in einem elektrischen
Stromkreis niedriger Spannung ausgebildet, der beim Messen eines Übermaß aufweisenden
Werkstücks geschlossen werden muß, um (las Nachschalten des Spanzustellgetriel)es
der Schleifmaschine auszulösen. Er trägt zu diesem Zweck einen Kontaktkörper 13,
dem ein im Gehäuse 7 verstellbar angordneter Gegenkontakt 14. zugeordnet ist. Beide
Kontakte sind über ihre Träger leitend mit Klemmen 15 und 16 verbunden, von denen
aus nicht dargestellte Leitungen zu der elektrischen Nachschalteinrichtung für das
Spanzustellgetriehe der Maschine führen. Der Kontakt 1.4 ist in bekannter Weise
auf einem stabförinigen Träger 17 befestigt, auf dem eine Blattfeder 18 aufliegt.
Diese sucht den Träger dauernd entgegen dem Uhrzeigersinn zu .drehen. Ein in eine
drehbare Scheibe ig eingelassener Stift 2o bestimmt die Lage des Trägers und damit
die Stellung des Kontaktes 1.4 im Gehäuse 7 und gegenüber dem festen Drehpunkt des
Zeigers B. Mit Hilfe des Stiftes 2o wird der Kontakt 14 auf diejenige Stelle der
Schwingbahn des Zeigers 8 eingestellt, die der -äußerst zulässigen Plus-Toleranzanzeige
des Zeigers entspricht.
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Die Abb. i zeigt den Tastbolzen mit dein Maßzeiger in der Meßstellung
an einem fertigen, maßhaltigen Prüfling :4. Der Kontaktkörper 13 steht dabei in
einer gewissen Entfernung von dem Kontaktkörper 1.4. Der Steuerstromkreis ist also
im Gehäuse 7 unterbrochen, wenn ein maßhaltiger Prüfling gemessen wird.
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Beim Abheben des Tastbolzens 9 von einem Prüfling schlägt der Zeiger
8 nach rechts aus, trifft auf den Kontakt i.1 und nimmt diesen,
ihn
unter Überwindung des Druckes der Blattfeder 18 von dem Stift 2o trennend, bis ip
seine Endlage mit, die durch ,das Auftreffen des Tastbolzenrings i i auf das Gehäuse
7 bestimmt ist.
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Wird ein Prüfling mit Übermaß in das Gerät eingelegt und der Tastbolzen
auf ihn angesetzt, so kommt der Zeiger g bei seinem Ausschlag nach rechts in einer
Stellung zur Ruhe, in .der die Kontakte i3 und 14 noch nicht .getrennt sind; der
Steuerstromkreis ist im Gehäuse 7 geschlossen, muß aber in der weiter unten zu beschreibenden
Weise noch an einer anderen Stelle geschlossen werden, um das Nachschaltgetriebe
wirksam werden zu lassen.
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Die bisher beschriebenen Teile der Einrichtung gehören zum bekannten
Stande der Technik. Für ihre Ergänzung und Weiterentwicklung im Sinne des Erfindungsgedankens
sind folgende Überlegungen-maßgebend: In erster Linie muß das Meßgerät gegen das
Zustandekommen einer Schaltung gesichert .sein, wenn kein Prüfling im Gerät liegt.
Ferner mußdafür gesorgt werden, daß .der Tastbolzen des Meßgeräts nicht aus Unachtsamkeit
mehrmals hintereinander an einem Prüfling angesetzt werden kann. Besitzt der Prüfling
nämlich Übermaß, so wird das Nachschaltgetriebe der Schleifmaschine schon durch
,das erste Ansetzen des Tastbolzens 9 ausgelöst. Jedes weitere Ansetzen an dem gleichen
Prüfling würde eine neue Schaltung bewirken; die Folge wäre das Nachschalten der
Schleifscheibe um eine zu große Strecke.
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Schließlich müssen Fehlschaltungen unschädlich gemacht werden, die
zustande kommen können, wenn der Arbeiter einen maßhaltigen Prüfling während des
Messens unvorsichtig berührt oder anhebt oder `nenn ein unrundes Werkstück geprüft
wird. Im zuletzt erwähnten Fall kann eine Fehlschaltung entstehen, wenn der an sich
maßhaltige Prüfling mit den von der Zylinderfläche abweichenden Teilen seiner Oberfläche
das zulässige Größtmaß des Durchmessers überschreitet und im Gerät gerade an dieser
Stelle geprüft wird. Wird der Prüfling dabei unter dem Tastbolzen hindurchgedreht,
um seine Rundheit zu prüfen, so könnten sogar mehrere Fehlschaltungen nacheinander
ausgelöst werden.
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Unbedingt wirksame Maßnahmen zur Verhütung solcher Fehlschaltungen
gibt es nicht; die Fehler bleiben aber wirkungslos, wenn ein Prüfling jeweils äußerstens
eine einzige Fehlschaltung auszulösen vermag. Eine einzelne Schaltung hat nämlich,
auch wenn sie an sich als Fehler auftritt, bei den nachfolgenden Arbeitsspielen
der Maschine eine nur so kleine Verringerung der Werkstückdurchmesser zur Folge,
daß .durch sie die untere Tol.eränzgrenze der Werkstücke mit Sicherheit nicht erreicht,
geschweige denn unterschritten wird.
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Das Gerät muß daher eine Einrichtung erhalten, die den Arbeiter hindert,
mit einem Prüfling mehr als äußerstens eine Fehlschaltung zustande zu bringen.
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Zur Erfüllung dieser Forderungen wird das Meßgerät nach er Erfindung
im wesentlichen so ausgebildet, wie Abb. 2 zeigt. Von .den Klemmen i5 und i6 im
Maßanzeigegerät 2 führen zwei Leitungsdrähte 2i, 22 zu den Wicklungsenden einer
Magnetspule 23, die im Gerätesockel i untergebracht ist. In der Leitung 2i liegt
eine Stromquelle 24, deren Spannung so niedrig gewählt werden kann, daß beim Öffnen
und Schließen des Stromkreises keine störende Funkenbildung auftritt.- Ein Wicklungsende
der Magnetspule 23 ist an eine Kontaktplatte 25 angeschlossen. Dieser ist ein Gegenkontakt
26 zugeordnet, der von einer am Spulenrahmen befestigten Blattfeder 27 ,getragen
wird. Die Kontakte 25 und 26 sind, solange das Meßgerät nicht benützt wird, voneinander
getrennt, so daß die Magnetspule stromlos ist, auch wenn die Kontakte
13 und 14 im Maßanzeigegerät einander berühren. Erst bei einer Messung werden
sie geschlossen, und zwar in folgender Weise: Der Hebel 12 zum Heben und Senken
des Tastbolzens 9 steht durch eine Stange 28 mit einem doppelarmigen Hebel 29 in
Verbindung, der auf einem Zapfen 3o am Gerätesockel i gelagert ist. Eine Feder 3i,
die an dem dem Arbeiter zugekehrten Arm des Hebels 29 .angreift, hält den Hebel
in einer Lage, bei der der Tastbolzen 9 über die Stange 28 und den Hebel 12 bis
zum Anschlag des Ringes i i am Gehäuse 7 des Maßanzeigegeräts aus der Meßstellung
zurückgezogen ist, so daß der Arbeiter jederzeit einen Prüfling in das Gerät einlegen
kann, ohne durch den Tastbolzen behindert zu sein. Um den Hebel 29 in dieser Ausgangsstellung
zu sichern, solange kein Werkstück im Meßgerät liegt, ist erfindungsgemäß ein Klinkengesperre
angeordnet, das aus einem Schalthebel 32, einem Rastenhebel 33, einer Sperrklinke
34 - und einem Sperrnocken 35 besteht. Der Schalthebel 32 und die Sperrklinke 34
sind gemeinsam auf einem Zapfen 36 am Gerätesockel schwenkbar gelagert. Der Hebel
32 ist doppelarmig. Sein einer Arm endet in einer Tast.fläche 37; der andere
Arm trägt den um einen Zapfen 38 schwenkbaren Rastenhebel 33, der durch einen mit
ihm verbundenen Gegenhebel (Gewicht) 39 dauernd nach oben gegen die Nase
der Sperrklinke 34 gedrängt
wird. Durch eine am Gerätesockel bei
40 eingehängte Zugfeder 41 wird Kraftschluß zwischen der Sperrklinke und dem Rastenhebel
hergestellt. Die Feder schwenkt gleichzeitig, wenn kein Prüfling im Gerät liegt,
das ganze Klinkengesperre nach links um den Zapfen 36, wobei die Nase der Sperrklinke
sich unter den am Hebel 29 angeordneten Sperrnocken 35 legt und ein Niederdrücken
des Hebels verhindert. Erst wenn der Arbeiter einen Prüfling in .das Meßgerät einlegt,
drückt er mit dem Prüfling die Tastfläche 37 des Ilebels 32 nach unten. Dadurch
wird das Klinkengesperre in die aus Abb.2 ersichtliche Stellung gebracht und der
Hebel --,9 freigegeben.
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Von der gezeichneten Stellung ausgehend, vollzieht sich das Schließen
der Kontakte 25 und 26 folgendermaßen: Durch Druck auf die Taste 42 des Hebels 29
hebt sich,die Stange 28. Ihr folgt der Hebel 12 mit einer Schwenkbewegung entgegen
dem Uhrzeigersinn unter der Wirkung der Feder io im Maßanzeigegerät. Der Tastbolzen
9 senkt sich auf den Prüfling 4. Der Sperrnocken 35 am Hebel 29 lenkt den Kastenhebel
33 nach unten aus; die Sperrklinke 34 wird ausgeklinkt und bleibt in Anlage an der
Seitenfläche des Nockens 35. Ein aus nichtleitendem Werkstoff bestehender Drükker
43 auf der Unterseite des Hebels 29 legt sich von oben auf den Kontakt 26 an der
Blattfeder 27 und bringt diesen zur Anlage auf dem Kontakt 25 an der Magnetspule
23. Ist der im Gerät liegende Prüfling 4 maßhaltig, so hat sich, sobald der Tastbolzen
9 sich auf den Prüfling aufsetzte, im Maßanzeigegerät der Kontakt 13 vom
Kontakt 14 getrennt, weil der Zeiger 8 einen entsprechend großen Ausschlag nach
links ausführte. Das Schließen der Kontakte 25, 26 bleibt wirkungslos. Liegt aber
ein Übermaß aufweisender Prüfling im Gerät, so sind die Kontakte 13 und 14 im Maßanzeigegerät
auch nach dem Aufsetzen ,des Tastbolzens 9 auf den Prüfling noch geschlossen, und
durch das Schließen der Kontakte 25, 26 wird dem Strom aus 24 der Weg durch die
Magnetspule geöffnet. Die Spule 23 wird erregt und zieht den Anker 44 an, der bisher
durch eine Feder 45 in Anlage an einem Anschlag 46 gehalten worden ist.
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Sobald der Arbeiter den Hebel 29durch Entlastung der Taste 42 wieder
in seine Ausgangsstellung zurückkehren läßt, werden die Kontakte 25, 26 voneinander
getrennt. Gleichzeitig aber schiebt sich .die Sperrklinke 34 unter der Zugwirkung
der Feder 41 unter den Sperrnocken 35 und sperrt .so den Hebel 29 gegen eine Wiederholung
der Messung.
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Wird der Prüfling 4 darauf aus dem Gerät genommen, so schwingt der
Schalthebel 32 unter der Wirkung des Gewichts 39 am Gegenhebel des Kastenhebels
33 im C:hrzeig:ersinn zwischen die Stützrollen 5 und 6 des Meßgeräts ein; der Kastenhebel
33 gleitet an der Unterseite der Sperrklinkennase entlang, bis er mit seiner Rast
vor die Klinkenkante kommt, und hakt sich schließlich unter der Wirkung des Gewichts
39 wieder in die Klinke ein. Das Gerät ist für eine neue 1lessung vorbereitet.
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Das Schließen der Kontakte 25, 26 an der iNlagnetspule und
deren Erregung löst das Nachschalten des Spanzustellgetriebes der Schleifmaschine
in folgender Weise aus: Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß das Nachschaltgetriebe
elektrisch betätigt wird, und zwar durch das Schließen eines Hebelschalters 47,
dessen Schalthebel 48 bei 49 am Gerätesockel i schwenkbar gelagert ist und sich
über den Lagerzapfen hinaus in einem Arm 5o fortsetzt, der in der Schwingbahn des
Ankers 44 .der Magnetspule 23 endigt. Eine Druckfeder 5 i unter dem Arm 48 sucht
diesen dauernd nach oben zu schwenken. Ihr entgegen wirkt bei der in Abb. 2 gezeichneten
Stellung des Hebels das untere Ende der Stange 28; dieses hält den Hebel 48 in Anlage
an einem Anschlagstift 52. Wenn beim Prüfen eines Werkstücks der Hebel -9 in der
oben beschriebenen Weise nach unten gedrückt wird, hebt sich die Stange 28 vom Arm
48 ab, und die Feder 5 i drückt das freie Ende des Hebelarms 5o auf den zu dieser
Zeit noch am Anschlag 46 anliegenden Anker .4..;. der Magnetspule 23 nieder, wodu:-cli
die Schwenkbewegung des Hebels 48 unterbrochen und der Schalter 47 zunächst noch
geöffnet gehalten wird. Wird die -NTagnetspule 23 erregt, so schwingt der Anker
44 nach links; dabei gleitet -der Arm 5o von dein Anker ab, und die Feder 51 bewirkt
das Schließen des Schalters 47 und damit die' A uslösung einer Nachschaltung des
Spanzustell.getriebes der Maschine.
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Entlastet der Arbeiter nach der Prüfung eines Werkstückes den Hebel29,
so trennen sich die Kontakte 25, 26; die Magnetspule wird stromlos, und der Anker
44 schwingt unter :der Wirkung der Feder 45 nach rechts bis zum Anschlag am Hebel
5o zurück. Beim Hochgehen Is Hebels 29 senkt sich die Stange 28 wieder auf den Schalthebel
48 und drückt ihn entgegen der Wirkung der Feder 5 1 nach unten. Der Arm
5o hebt sich, und der Anker 44 schwingt vollends unter ihn ein.
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Bewegt der Arbeiter fehlerhafterweise beim Prüfen eines Werkstücks
den Hebel 29 mehrmals in nur geringem Maße auf und nieder, nachdem der Schalter
4.; schon einmal geschlossen worden ist, so kann der Fall eintreten,
daß
sich die Kontakte 25, 26 w iederholi voneinander trennen und wieder geschlossen
werden und daß jedesmal die Magnetspule 23 erregt und der Anker 44 bewegt wird.
Diese ..Erscheinungen wirken aber nicht auf das Nachschaltgetriebe weiter, weil
bei so geringen Bewegungen des Hebels 29 die Stange 28 noch nicht zur Anlage an
dem Hebel 48 des Schalters 47 kommt und der Schalter infolgedessen :geschlossen_bleibt.
Die Schwingbewegung des Ankers 44 wird jedesmal von dem freien Ende des Schalterhebel.gegenarms
So unterbrochen, ohne daß der Anker unter den Arm zu treten vermag. Das Meßgerät
kann also auch bei fehlerhafter Bedienung nur eine einzige Nachschaltung auslösen,
die nach dem oben Gesagten, selbst wenn sie eine Fehlschaltung gewesen sein sollte,
das richtige Arbeiten der Maschine nicht stört. Die Sicherung gegen die Auslösung
mehrerer Schaltungen durch einen Prüfling wird auch wirksam bei dem obenerwähnten
Messen unrunder Werkstücke und beim Verlagern eines Prüflings in der Meßstellung.durch
unvorsichtiges Berühren u. dgl. Hierbei können die Kontakte 25, 26,geschlossen bleiben;
an ihrer Stelle verursachen die Kontakte 13 und 14 im Maßanzeigegerät die mehrfache
Erregung und Abschaltung der Spule 23.
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Mit diesen Maßnahmen sind sämtliche obefi aufgestellte Forderungen
gemäß der Zielsetzung .der Erfindung erfüllt. Für die bauliche Ausbildung der einzelnen
Sicherungen sind natürlich mannigfache Wege möglich. Ausschlaggebend für die Benutzung
des Erfindungsgedankens ist lediglich die Erfassung aller Sicherungsmöglichkeiten
im Sinne des beschriebenen Beispiels.