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Vorrichtung zum genauen Einstellen von Werkzeugen auf eine Radialebene
eines Werkstücks, vorzugsweise für die Herstellung von Keilnuten in zylindrischen
Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die es ermöglicht, Werkzeuge
genau auf die Radialebene eines Werkstücks einzustellen und die insbesondere bei
der Herstellung von Keilnuten in zylindrischen Wellen Verwendung finden soll.
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Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daB ein
Reiter, der mit seinen beiden flachen Schenkeln die Mantelfläche des Werkstücks
formschlüssig umgreifen kann, und ein Einstellglied, welches die Stellung des Werkzeugs
zu der Radialebene bestimmt, gemeinsam auf einer in solcher Richtung angeordneten
Gleitbahn verschiebbar sind, daB die Scheitellinie, an der die beiden flachen Reiterschenkel
zusammentreffen, bei parallelem Fortschieben von der Mantelfläche des Werkstücks
in der Radialebene verbleibt.
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Eine solche Vorrichtung eignet sieh zum Einstellen eines spanabhebenden
Werkzeugs auf die genaue Längsachse einer Welle, wenn man auf der den Schenkeln
des Reiters abgewandten Seite das Einstellglied .derart gabelt, daß die symmetrisch
auseinander strebenden Innenflächen der Gabelung unmittelbar zum Ausfludhten des
spanabhebenden Werkzeugs benutzt werden können. Das Einstellen des Werkzeugs auf
die Gabelung des Einstellglieds kann man dadurch noch weiter verbessern, daB man
das Einstellglied in der R@adialebene d-es Werkstücks im Reiter längs verschiebbar
führt. Die Vorrichtung
eignet sich aber auch zum Nachprüfen der
fertigen Nuten auf ihre .genaue Lage in der Radialebene des Werkstücks, wenn man
das Einstellglied als quer zu der Ra-di.alebene verschiebbaren Tastschlitten ausführt
und diesen mit einer Meßuhr zusammenwirken läßt. Besonders vorteilhaft ist es, den
Reiter gleichzeitig mit zwei Einstellgliedern zu versehen, von denen das eine zum
Einstellen des spanabhebenden Werkzeugs vor der Nutherstellung und das andere zur
Einstellung des Meßwerkzeugs nach er Nutherstellung benutzt, um die richtige Lage
der Nut in der Radialebene nachzuprüfen. Es empfiehlt sich in diesem Fall, den als
Einstellglied für die Meßuhr dienenden Tastschlitten zugleich als Träger für das
andere Einstellglied auszubilden, welches zum Ausfluchten der genauen Arbeitsebene
des spanabhebenden Werkzeugs dient. Für das Einstellen des spanabhebenden Werkzeugs
ist es günstig, den Tastschlitten so im Reiter zu arretieren, daß die Bewegungsrichtung
des Einstellglieds für das Einstellen des Werkzeugs in der Radialebene des Werkstücks
liegt, in der die Nut hergestellt werden soll. Zum Nachprüfen der richtigen radialen
Nutanordnung kann man das Einstellglied für das spanabhebende Werkzeug dann benutzen,
wenn man an dem dem Werkstück zugewandten Ende einen Ansatz vorsieht, der symmetrisch
zur geometrischen Drehachse des Einstellglieds einen abgeflachten, vorzugsweise
rechteckigen Querschnitt 'hat. Das Arbeiten mit dem Einstellglied für das Einstellen
des spanabhebenden Werkzeugs läßt sich dadurch vereinfachen, daß man es mit einer
Schnappvorrichtung versieht, die ein Verdrehen der Gabelung aus ihrer Arbeitsstellung
erst ,nach Überwindung eines spürbaren Widerstandes ermöglicht.
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Die Erfindung wird tim folgenden unter Hinweis auf ein in der Zeichnung
dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich weitere kennzeichnende
Merkmale ergeben werden. Es zeigt Fig. i eine Vorderansicht der beispielsweisen
Ausführungsform, Fig.2 eine Seitenansicht hierzu, Fig. 3 einen Grundriß hierzu,
Fig. 4 eine Seitenansicht ähnlich wie Fig. i, bei der jedoch der Reiter um 9ö° verdreht
aufgesteckt ist, Fig. 5 a, b, c"d, e schematische Darstellungen von Einzelheiten
in verschiedenen Stellungen.
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In einem schmalen Einschnitt einer Grundplatte i ist eine Führungsschiene
2 befestigt. 3 ist ein mit einem Führungsschlitz 6 auf der Führungsschiene 2 geführter
Reiter. Der Reiter 3 liegt in Fig. i mit seinen beiden Schenkeln 4, 5 von der Breite
b (Fig. 2 und 3) auf der Mantelfläche einer auf der Grundplatte i liegenden Welle
7 auf. Die Innenflächen der beiden Schenkel 4, 5 bilden die unter sich gleichen
Winkel a mit der durch das Achsmittel 8 (Zentrierhohrung) der Welle 7 und den Scheitel
9 der beiden Schenkel 4, 5 festgelegten Radialebene A-A, die senkrecht zu der Ober-
und Unterfläche der Grundplatte i und parallel zu der hierauf senkrechten Längsrichtung
der Führungsschiene 2 liegt. Bewegt man den Reiter 3 auf der Führungsschiene@2 -auf
oder ab, so bleibt der Scheitel 9 der beiden Schenkel 4, 5 stets in der Radialebene
A-A.
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Ein Schlitten io ist an sich in einer senkrecht zu A-A gerichteten
Führungsnut i i des Reiters 3 verschiebbar, aber in der gezeichneten Stellung mittels
eines beide Teile durchdringenden Arretierstiftes 12 gegen derartige Verschiebungen
gesichert. 13 ist ein Auge des Schlittens io, welches aus der auf einer Seite offenen
Führungsnut i i vorsteht. In dem Auge 13 ist ein Stift 14 drehbar und längs verschiebbar
gelagert. Das obere Ende des Stiftes 14 hat zwei Gabelarme 15, 16, von deren Innenflächen
jede den Winkel ß mit der senkrecht zur Zeichenebene der Fig. i liegenden Ebene
B-B bildet. In der in Fig. i gezeichneten Stellung,des Reiters 3 und seines Schlittens
io fallen die Ebenen A-A und B-B zusammen, und der Seheitel 17 der schrägen Gabelarme
15, 16 liegt genau oberhalb vom Scheitel 9 der beiden Schenkel 4, 5 und ebenso genau
oberhalb des Achsmittels B. Eine Längsnut 21 im Stift 14 und ein mit dieser zusammen
arbeitender Schnappstift 22 sichern normalerweise .die gegenseitige Parallelität
der Gabelarme 15, 16 und der Sehenkel 4, 5, lassen aber anderseits ein Verdrehen
des Stiftes 14 gegen den spürbaren Widerstand des Schnappstiftes zu.
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Es sei angenommen, man habe die Aufgabe, mit einem Fingerfräser 18
vom Durchmesser d in der zylindrischen Welle 7 eine Keilnut i9 zu fräsen, die genau
radial .angeordnet sein muß, bei der also sowohl rechts als auch links von A-A die
Hutbreite a verlangt wird. In diesem Fall legt man bei aufwärts geschobenem Reiter
3 die Welle 7 auf die Grundplatte i bzw. bei um i8o° auf der Führungsschiene 2 umgestecktem
Reiter 3 auf den Fräsmasc'hinentisc'h 20. Dann senkt man den Reiter 3 nach unten,
bis seine flachen Innenschenkel 4, 5 satt und formschlüssig auf der Mantelfläche
,des Werkstücks 7 aufliegen. Es muß also hierbei die Längsachse 8 der Welle 7 mit
den flachen Innenflächen der Sehenkel 4, 5 genau fluchten. Sind nun Längsnut 21
und Sdhnappstift 22 miteinander in Eingriff, so daß die Innenflächen der Gabelarme
15, 16 genau parallel zu den Mantellinien des Werkstücks 7 liegen, so macht es selbst
für den wenig geübten Arbeiter keine Schwierigkeiten, durch Kurbeln am Längs- und
Quersupport der Arbeitsmaschine den Fingerfräser 18 so in die Gabelarme 15, 16 einzufahren,
daß seine seitlichen Kanten die beiden Gabelarme gleichmäßig berühren. Hierzu braucht
man den bei dem genannten Anwendungsbeispiel als spanabhebendes Werkzeug dienenden
Fingerfräser 18 nur so lange in der Richtung 23 zu verschieben, bis an beiden Gabelarmen
praktisch kein Luftspalt mehr sichtbar ist. Günstig, wenn auch nicht unbedingt nötig,
ist hierbei, daß der Arbeiter die als Einstellglied für das Werkzeug 18 dienende
Gabelung 15, 16 beim Kurbeln am Werkzeugschlitten durch einen leichten Druck nach
oben ständig mit der zuerst in Eingriff kommenden
(rechten oder
linken) Werkzeugkante in Berührung halten kann. Ist dann das Werkzeug auf die Ebene
A-B, in der die genau radial gerichtete Keilnut i9 verlangt wird, und das Werkstück
7 mit seiner Längsachse 8 in der genauen Lage zum Fräser eingestellt, so kann die
Vorrichtung entfernt und durch die Vorschubbewegung des Werkzeugs in der Richtung
A-B in Fig. i ohne zusätzliches Messen die verlangte Nut i9 in der genauen radialen
Ebene gefräst werden.
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Im Reiter 3 ist, wie am deutlichsten aus Fig. 2 und 3 ersichtlich
ist, neben :dem Führungsschlitz 6 und -um 9ö°' gegenüber diesem versetzt noch ein
gleicher Schlitz 24 vorgesehen. Zieht man den Reiter 3 durch Aufwärtsschieben aus
der Führungsschiene 2 heraus, so kann man ihn um 9ö° verdreht derart wieder aufstecken,
daß er die Lage gemäß Fig.4einnimint. Hierl)e11StdieEbeneA-AbZW.B-B waagerecht gerichtet,
d. h. parallel zur Grundfläche der Grundplatte i. Als Fräswerkzeug ist hierbei ein
mit senkrechter Achse umlaufender Scheibenfräser 28 vorgesehen, der grundsätztich
in der gleichen Weise auf :die beiden als Einstellglied dienenden Gabelarme 15,
16 eingestellt wird wie ,der Fingerfräser 18 in Fig. i. Die Vorschubrichtung des
Fräswerkzeugs 28 gegenüber dem in beliebiger Weise auf dem Maschinentisch festgespannten
Werkstück 27 zur Erzeugung der Keilnut 29 ist dabei natürlich ebenfalls waagerecht.
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30 ist eine handelsübliche Meßuhr, die in einem geteilten Lager
31 des Reiters 3 durch eine Klemmschraube 32 eingespannt ist. Ihr Tastbolzen 33-
liegt gemäß Fig. i an einer gehärteten und geschliffenen Platte 34 des Auges 13
an. Gibt man durch Herausnehmen .des Arretierstiftes 12 die Bewegung des Schlittens
io im Reiter 3 frei, so kann die Schlittenbewegung quer zu der in der Richtung A-A
verlaufenden Bewegungsrichtung des Reiters 3 Längsverschiebungen ,des Tastbolzens
33 der Meßuhr 30 bzw. Ausschläge des Meßuhrzeigers aus der gezeichneten Nullstellung
erzeugen. Der in dem Auge 13 steckende Stift 14 hat an seinem in Fig. i unteren
Ende einen Ansatz 35, der in waagerechter RiMitung einen rechteckigen Querschnitt
hat. Die genannten Teile dienen dem nachstehend erläuterten zweck.
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Nach dem Herstellen einer Keilnut i9 kann man die Vorrichtung 1, 2,
3, 10, 13, 30 in die aus F.ig. i ersichtliche Arbeitsstellung
bringen, indem man den Reiter 3 auf die eingespannte Welle 7 herabsenkt, bis die
flachen Innenflächen der Schenkel 4, 5 formschlüssig auf der Mantelfläche aufliegen,
und auch den unteren Ansatz 35 bis auf den Grund der hergestellten Keilnut i9 nach
unten schiebt. Nimmt man dann den Arretierstift 12 heraus und verschiebt
'den dabei als Tastschlitten oder Einstellglied für den Meßu'hrbolzen
33 dienenden Schlitten io nach rechts und links in F.ig. i, so kann .man
an Hand der mehr oder weniger unterschiedlichen "Zeigerausschläge der Meßuhr
30 feststellen, ob der Fingerfräser 18 die Nut i9 tatsächlich genau in der
gewünschten Radialebene A-A hergestellt hat bzw. wie groß die tatsächliche Abweichung
von dem Sollwert ist. Noch einfacher läßt sich diese Feststellung .in folgender
Weise treffen: Wenn man den Stift 14 nach unten in die Keilnut i9 bewegt, so nimmt
sein unterer rechteckiger Ansatz 35, sofern die Keilnut tatsächlich genau in der
Radialebene A-A liegt, die Mittelstellung gemäß Fig. 5 a ein, bei der seine beiden
langen Seitenflächen und .auch beim Verdrehen die diametral einander gegenüberliegenden
Kanten .immer untereinander den gleichen Abstand von den Seitenflächen der Nut i9
:behalten (vgl. Fig. 5b). Bei ungenauer Herstellung der Nut mit Bezug auf die Radialebene
A-A muß dagegen die Achse 36 des Stiftes 14 (Fing. 5e) eine mehr oder weniger
große Ab-
weichung e von der Mitte bzw. den Seitenflächen ,der Nut i9 haben.
Verschwenkt man nun den Ansatz 35, so muß natürliche die der Seitenfläche der Nut
näher liegende Kante 38 des Ansatzes 35 die entsprechende Seitenfläche bereits erreichen,
wenn .die diametral gegenüberliegende Kante 37 von der anderen Fläche noch einen
Abstand von der doppelten Abweichung 2e hat (Feg. 5d). Liest man nun in dieser Anlagestellung
den Meßuhrzeiger ab und dreht den Ansatz 35 weiter, so stützt sich die Kante 38
an der Seitenfläche der Nut des fest ein-,gespannten Werkstücks ab und verschiebt
die Achse 36 des Stifts 14, d. h. den Tastschlitten io so weit, bis die Abweichung
e null geworden (Feg: 5e) und dadurch eine Weiterdrehung reicht mehr möglich ist.
Der da-bei auf der Meßuhr alblesbare Zeigerausschlag ist nunmehr m-it dem Meßuhrausschlag
@in der Stellung gemäß Fig. 5 d zu vergleichen. Die Differenz der beiden Zeigerausschläge
ist dann das Maß für die tatsächliche Abweichung der Nutmitte von der gewollten
Radialebene.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es also in einfachster
Weise eine fertig gefräste Keilnut darauf nachzuprüfen, ob und gegebenenfalls um
wieviel hundertstel Millimeter die Keilnut außermittig mit Bezug auf die verlangte
Radialebene einer Welle liegt. Hierzu benötigt man praktisch nur den .mit seinem
Scheitel ,in der Radialebene A-A verschiebbarenReiter 3 und ein quer dazu verschiebbares
und auf eine Meß.uhr 30 einwirkendes erstes Einstellglied, -nämlich den Tastsahlitten
io mit dem drehbaren Ansatz 35. Will man dagegen das Fräs- oder ein anderes spanabhebendes
Werkzeug 18 von vornherein so einstellen, daß selbst ein wenig geübter Arbeiter
genau in der Radialebene liegende Keilnuten i9 herstellen kann, so benötigt man
hierzu nur ein, z. B. mittels des Arretierstiftes 12, auf dem Reiter 3 angeordnetes
Einstellglied 15, 16, ,essen Scheitel in gleicher Weise wie der Scheitel 8 der beiden
Reiterschenkel 4, 5 bim Verschieben des Reiters .in der Radialebene A-A verbleibt.
Hierbei ist es grundsätzlich gleichgültig, ob der Reiter 3 in der RadialebeneA-A
auf der an .der Grundplattg befestigten Führungsschiene 2 oder in seiner um go'q
verschwenkt angeordneten Stellung gemäß Fig.4 zusammen mit der Grundplatte i auf
dem Werkzeugmaschinentisch 20 verschoben wird. In ihrer Universalbauart
mit
der l"leiclizeitigen Anordnung beider Einstellglieder io und 15, 16 zum wahlweisen
Einstellen ,auf das Bearbeitungswerkzeug 18 bzw. auf das Meßwerkzeug 30 ist
die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders zweckmäßig.