DE8419867U1

DE8419867U1 - Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer Schleifmaschine, zum Messen des Durchmessers exzentrisch umlaufender Werkstücke

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Publication number: DE8419867U1
Application number: DE19848419867
Authority: DE
Original assignee: Schaudt Maschinenbau 7000 Stuttgart De GmbH
Current assignee: Schaudt Maschinenbau 7000 Stuttgart De GmbH
Priority date: 1984-07-03
Filing date: 1984-07-03
Publication date: 1985-12-19

Description

Stw.: SCHAUDT-Kurbelzäpfen schleifen-messen kontinuierlich-I Schaudt-Akte 25 - Stuttgart, den 28« Juni 1984

Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer Schleifmaschine, zum Messen des Durchmessers exzentrisch umlaufender Werkstücke

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer Schleifmaschine, zum Messen des Durchmessers exzentrisch umlaufender Werkstücke während ihrer Bearbeitung, z. B. zum Messen des Hubzapfens einer Kurbelwelle wahrend des Schleifens, mit wenigstens einem den zu messenden Durchmesser abtastenden Meßtaster und einem die Stellung des Meßtasters erfassenden und entsprechende Meßsignale abgebenden Meßkopf.

Das Messen von Durchmessern rotationssymmetrischer Werkstücke mittels mit Meßtastern versehenen Meßköpfen während der Bearbeitung ist allgemein bekannt.

Schwierig wird dies bei exzentrisch umlaufenden Werkstücken, beispielsweise beim Schleifen der Hubzapfen einer Kurbelwelle, die beim Schleifen um die Drehachse der Hauptlager exzentrisch umlaufen.

Hier besteht das Problem, die Meßtaster während des gesamten exzentrischen Werkstückumlaufes ständig in ihrer Meßposition zu halten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung zum Messen des Durchmessers exzentrisch umlaufender Werkstücke während ihrer Bearbeitung zu schaffen, die dem exzentrischen Bewegungsverlaufs des Werkstücks ständig folgen kann und dabei eine sichere Meßposition gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Meßkopf mit einem an den Werkstückumfang anzulegenden Führungselement versehen ist, welches zusammen mit dem

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ii SCHAUDT-Kurbelzapfen schleifen-messen kontinuierlich-I Schaiidt-Akte 25 - Stuttgart, den 28* Juni 1984

Meßköpf etwa radial zum Werkstück verschiebbar und schwenkbar gelagert ist, und daG eine Andrückvorrichtung zum Andrücken des Führungselerrtentes an den Werkstückumfang vorgesehen ist.

Gemäß der Erfindung ist das Führungselement zwecks seiner Verschiebbarkeit über eine Kolbenstange mit einem in einem Zylinder geführten Kolben verbunden? und zwecks Schwenkbarkeit des Führungselementes ist der Zylinder schwenkbar gelagert.

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Die Andrückvorrichtung für das Führungselement besteht nach der Erfindung aus einer im Zylinder befindlichen

vorgespannten Druckfeder, die das Führungselement in ständigem Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück hält. j 20

j Zum Zurückziehen des Führungselementes mit Meßkopf vom

\ Werkstück, was beispielsweise beim Werkstückwechsel er-

\ forderlich ist, ist gemäß der Erfindung der im Zylinder

j geführte Kolben gegen die Wirkung der Druckfeder mit

einem Druckmittel beaufschlagbar.

Die am Werkstückumfang anliegende Seite des Führungselementes kann unterschiedlich gestaltet sein. So ist sie nach einem Merkmal der Erfindung als Prisma ausgebildet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Anlageseite des Führungselementes an den Werkstückumfang als

% Schale ausgebildet.

Gemäß der Erfindung ist auch vorgesehen, an der Anlage-35 seite des Führungselementes zwei oder mehrere Rollen vorzusehen.

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1. Stw.: SCHAUDT-Kurbelzapfen schleifen-messen kontinuierlich-I Schaudt-Akte 25 - Stuttgart, den 28. Juni 1984

° Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Führungselement auf verschisdene Werkstückdurchmesser einstellbar ausgebildet ist.

Dabei besteht das Führungselement erfindungsgemäß aus zwei relativ zueinander verschiebbaren Teilen, die mit*· einander verschieden große Prismen zur Anlage an verschiedene Werkstückdurchmesser bilden.

Um eine Fixierung der gewählten Durchmessereinstellung vornehmen zj können, sind die beiden verschiebbaren Teile des Führungselementes mit Langlochpaarungen sowie mit Feststellelementen versehen.

Vorteilhaft ist es, nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal, die verschiebbaren Teile des einstellbaren Führungselementes zur Einstellung des Werkstüokd\irchmessers mit einer Skala zu versehen.

Zur Halterung der Meßvorrichtung ist erfindungsgemäß ein Halteelement vorgesehen, an dem einerseits der Zylinder schwenkbar gelagert ist und das andererseits an der Maschine befestigt ist.

Der Drehpunkt des Zylinders im Halteelement ist dabei so ^ou angeordnet, daß der Zylinder ein Gegengewicht zutn Meßkopf mit seinem Führungselement bildet, so daß die Meßvorrichtung nahezu trägheitslos ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Arretiereinrichtung vorgesehen, die den Meßkopf mit dem Führungselement beim Werkstückwechsel in einer definierten Lage hält, so daß das Führungselement das neue ungeschliffene Werkstück,das ebenfalls in einer vorbestimmten Winkellage

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Stw.: SCHAUDT-Kurbelzapfen schleifen-messen kontinuierlich-I Schauot-Akte 25 - Stuttgart, den 28. Juni 1984

zur Drehachse positioniert ist, beim Heranfahren an dieses sicher trifft.

ErfindungsgemäG ist diese Arretiereinrichtung als ein Indexbolzen ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann unterschiedlich an der Maschine angeordnet sein.

So ist sie nach einem Merkmal der Erfindung mittels des Halteelementes fest am Maschinentisch angeordnet. Eine derartige Anordnung ist nur möglich, wenn nur ein exzentrisch umlaufendes Werkstück zu bearbeiten ist bzw. wenn je Werkstück ein eigener Meßkopf vorgesehen ist.

Eine andere Möglichkeit besteht nach der Erfindung darin, daß die Meßvorrichtung mittels des Halteelementes fest am Maschinenunterbau angeordnet ist. Hierbei ist es möglich, im ausgeschwenkten Zustand der Meßvorrichtung Maschinenaufbauten, z. B. Setzstöcke, vorbeifahren zu lassen. Die Meßvorrichtung ist dabei genau gegegenüber der Bearbeitungsstelle angeordnet, so daß verschiedene nacheinander bearbeitete Werkstückexzenter gemessen werden können.

Eine weitere erfindungsgemäße Variante besteht darin, die SO Meßvorrichtung auf einem relativ zum Maschinentisch verschiebbaren Schlitten anzuordnen. Dadurch ist es möglich, die Meßvorrichtung an verschiedene Meßstellen zu bewegen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Meßvorrichtung ermöglicht ein sicheres Halten des Meßkopfes mit seinen Meßtastern in Meßposition am Werkstückumfang während des gesamten exzentrischen Werkstückumlaufes sowie unterschiedliche

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5 Anordnungsvarianten an der Maschine.

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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen

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die erfindungsgemäße Vorrichtung mit direkter Befestigung auf dem Maschinentisch einer Schleifmaschine,

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Figur 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Befestigung am Maschinenunterbau,

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Figur 3

Figur 4 bis 6

die schematische Darstellung der auf einer Verschiebeeinrichtung montierten erfindungsgemäßen Vorrichtung,

verschiedene Ausführungen von Führungselementen,

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Figur 7

ein einstellbares Führungselement.

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ι 5 Zum Hessen des Durchmessers eines exzentrisch umlaufenden

Werkstücks, nach Figur 1 eines mit einer Exzentrizität e um die Drehachse M umlaufenden Hubzapfens 1 einer Kurbelwelle 2, während des Schleifens muß gewährleistet sein,

< daß die MeQtaster 3 des Meßkopfes 4 ständig in Meßposi-

tion gehalten werden.

Hierzu ist ein handelsüblicher Meßkopf 4 (ζ. B. der Firma Marposs oder Movomatik) mit eirem fest mit diesem verbun-

S denen Führungselement 6 versehen, welches am Umfang des

Hubzapfens 1 anliegt. Damit das Führungselement 6 mit dem Meßkopf 4 und den mit einer Meßschneide 5 versehenen Meßtastern 3 der exzentrischen Bewegung des Hubzapfens 1 folgen kann, ist dieses etwa radial zum Hubzapfen 1 ver-

•j schiebbar und schwenkbar gelagert. Dazu ist das Führungs-

element 6 über eine Kolbenstange 7 mit in einem Zylinder 8 geführten Kolben 9 verbunden, der durch eine vorgespannte Druckfeder 11 belastet ist und somit der Hubbewegung des exzentrisch umlaufenden Hubzapfens i folgend das Führungselement 6 ständig an diesen andrückt* Die gleichzeitig erforderliche Schwenkbewegung des Führungselementes 6 wird erreicht, indem der Zylinder 8 in dem gabelförmigen Ende 12 eines am Maschinentisch 13 einer Schleifmaschine befestigten Halteelementes 14 um Drehzapfen 16 schwenkbar gelagert ist. Dabei ist der Drehpunkt der Schwenkbewegung so angeordnet, daß der Zylinder 8 als Gegengewicht zum Meßkopf 4 und Führungselement 6 bei der Schwenkbewegung dient, um die Meßvorrichtung möglichst trägheitsfrei zu machen.

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1. Stw.i SCHAUDT-Kurbelzapfen schleifen-^messen köntihUierlieh-I Schäudt^Akte 25 - Stuttgart, den 28. Juni 1984

Um eine Zurückziehung des Meßkopfes 4 und des Führungselementes 6 zu gewährleisten, was beispielsweise für den Werkstückwechsel unbedindungt erforderlich ist, läßt sich der Kolben 9 entgegen der Kraft der Druckfeder 11 durch ein Druckmittel, z. B. Luft oder Öl, beaufschlagen. Hierzu weist der Zylinder 8 einen Stutzen 17 zum gesteuern Zu- und Abströmen des Druckmittels auf.

Über eine Arretiereinrichtung, beispielsweise einen Indexbolzen 18, einen Riegel oder dergl., wird der Meßkopf 4 mit dem Führungselement 6 in der waagerechten bzw. in einem definierten Winkel dazu gehalten, um bei einem Werkstückwechsel das neue, noch ungeschliffene Werkstück, das ebenfalls in einer vorbestimmten Winkellage zur Drehachse M positioniert ist, sicher wieder zu treffen.

Während des Schleifens des exzentrisch umlaufenden Hubzapfens 1 befinden sich somit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Meßtaster 3 ständig in Meßposition am Hubzapfen 1, so daß der Meßkopf 4 ständig die Stellung der Meßtaster 3 erfaßt und bei Erreichen des Fertigmaßes ein entsprechendes Signal an die Maschinensteuerung 19 gibt, so daß die Schleifscheibe 21 vom fertig geschliffenen Hubzapfen 1 abrückt. Die Maschinensteuerung 19 ist in Figur 1 nur schematisch angedeutet. Es kann hierbei die Steuerung vom Typ 53G der Firma Siemens verwendet werden.

Während die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung fest auf dem Maschinentisch 13 angeordnet ist, was nur möglich ist beim Bearbeiten nur eines Hubzapfens 1 oder wenn je Hubzapfen 1 ein eigener Meßkopf 4 mit Meßtaster 3 und Führungselement 6 vorgesehen ist, zeigt die Figur 2 eine Variante, bei der die Meßvorrichtung am Maschinenunterbau

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1. StW.: SCHAUDT-Kurbeizapfen schleifen-rnessen kbntinuieiiich-I Schaudt-Akte 25 - Stuttgart, den 28* Juni 1984

befestigt ist, so daß sie im zurückgezogenen und ausge·^ schwenkten Zustand Tischaufbauten, z. B* Setzstöcke 23, vorbeifahren lassen kann. Die Meßvorrichtung ist dabei genau gegenüber der Bearbeitungsstelle angeordnet, so daß verschiedene nacheinander zu bearbeitende Werkstückexzenter, hier Hubzapfen 1 der Kurbelwelle 2, gemessen werden können.

Figur 3 zeigt die Anordnung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung auf einem seitenverschieblichen Schlitten 24, welcher relativ zum Maschinentisch 13 beweglich ist, so daß hiermit mehrere Meßstellen A, B an einer zwischen dem Werkstückspindelstock 26 und demReitstock 27 einer Schleifmaschine eingespannten Kurbelwelle 2 bedient werden können. Zur Schlittenbewegung ist ein in der Zeichnung nur schematisch angedeuteter Antrieb 28 vorgesehen. Das kann beispielsweise ein elektromotorischer, hydraulischer oder pneumatischer Antrieb sein.

Die Anlageseite des Führungselementes an den Werkstückumfang, hier an den Umfang des Hubzapfens 1 der Kurbelwelle 2, kann unterschiedlich ausgebildet sein. Gemäß Figur 1 und 4 weist sie die Form eines Prismas auf, in Figur 5 ist sie als Schale 31 gestaltet, und nach Figur 6 sind an ihr zwei Rollen 32 vorgesehen. Das Führungselement 6 kann auch auf verschiedene Werkstückdurchmesser einstellbar ausgebildet sein. So ist in Figur 7 ein solches Führungselement 6 gezeigt, welches aus zwei Teilen 6a, 6b besteht, die relativ zueinander

verschiebbar sind und dabei unterschiedlich große, dem jeweiligen Werkstückdurchmesser anpaßbare Prismen 29 zur Anlage an den Werkstückumfang bilden. Beide Teile 6a, 6b sind zu ihrer gegenseitigen Verschiebung mit je zwei quer zur Längsachse des Führungselementes 6 angeordneten

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ί . Stw.: SCHAUDT-kurbeizapfen schleifen-messen kohtinuierlich-I Schaudt-Akte 25 - StUttgartj den 28. Juni 1984

Langlöchern 33a bzws 33b versehen, wobei für jede Langlochpaarung 33a, 33b ein Feststellelement 34 vorgesehen ist, mit denen sich die gewählte Einstellung fixieren läßt. Das verstellbare Führungselement 6 ist außerdem mit einer Skala 36 zur Einstellung auf den Werkstückdurchmesser versehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich außer beim hier beschriebenen Kurbelwellenschleifen auch beiifi Schleifen anderer exzentrisch umlaufender Werkstücke sowie bei einer andersartigen Bearbeitung exzentrischer Werkstücke, beispielsweise durch Fräsen, verwenden.

Claims

Stw.: SCHAUDT-Kurbeizapfen schleifen-messen kontinuierlich-I Schaudt-Akte 25 - Stuttgart, den 28. Juni 1984 Ansprüche

1. Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer Schleifmaschine, zum Messen des Durchmessers exzentrisch umlaufender Werkstücke während ihrer Bearbeitung, z* B. zum Messen des Hubzapfens einer Kurbelwelle während des Schleifens, mit wenigstens einem den zu messenden Durchmesser abtastenden Meßtaster und einem die Stellung des MeQtasters erfassenden und entsprechende Meßsignale abgebenden Meßkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (4) mit einem an den Werkstückumfang anzulegenden Führungselement (6) versehen ist, welches zusammen mit dem Meßkopf (4) etwa radial zum Werkstück (1) versehieb!?ar und schwenkbar gelagert ist, und daß eine Andruckvorrichtung zum Andrücken des Führungselementes (6) an den Werkstückumfang vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (6) zwecks seiner Verschiebbarkeit über eine Kolbenstange (7) mit einem in einem Zylinder

(8) geführten Kolben (9) verbunden ist und zwecks seiner Schwenkbarkeit der Zylinder (8) schwenkbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückvorrichtung für das Führungselement (6) aus einer im Zylinder (8) befindlichen vorgespannten Druckfeder (11) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zurückziehen des Führungselementes (6) mit Meßkopf (4) vom Werkstück (l) der im Zylinder (8) geführte Kolben (9) gegen die Wirkung der Druckfeder (11) mit einem Druckmittel beäufschlagbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daw. die Anlageseite des Führungselementes (6) an den Werkstückutnfang als Prisma (29) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageseite des Führungselement es (6) an den Werkstückum;'ang als Schale (31) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn-

« zeichnet, daß die Anlageseite des Führungselementes (6)

an den Werkstückumfang mit zwei oder mehreren Rollen (32) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führunselement

(6) auf verschiedene Werkstückdurchmesser einstellbar ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (6) aus zwei relativ zueinander verschiebbaren Teilen (6a, 6b) besteht, die miteinander verschieden große Prismen (29) zur Anlage an verschiedene Werkstückdurchmesser bilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verschiebbaren Teile (6a, 6b) des Führungselementes (6) mit Langlochpaarungen (3?a, 33b) sowie mit Festtellelementen (34) zur Fixierung der gewählten Einstellung versehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekenn^ zeichnet, daß die verschiebbaren Teile (6a, 6b) mit einer Skala (36) zur Einstellung des Werkstückdurchmessers versehen sind*

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Stw.: SCHAUDT-Kurbelzäpfen schleifen-messen kontinuierlich-I {j

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12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteelement (14, 14a) vorgesehen ist, an dem einerseits der Zylinder (8) schwenkbar gelagert ist, und das andererseits an der Maschine befestigt ist.

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13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt des Zylinders (8) im Halteelement (14, 14a) so angeordnet ist, daß der Zylinder (8) ein Gegengewicht zum Meßkopf (4) mit seinem Führungselement (6) bildet.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arretiereinrichtung vorgesehen ist, die den Meßkopf (4) mit dem Führungselement (6) beim Werkstückwechsel in einer definierten Lage hält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Arretiereinrichtung ein Indexbolzen (18) vorgesehen ist.

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16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels des Halt&elementes (14) fest am Maschinentisch (13) angeordnet | ist.

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17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels des Haltelementes (14a) fest am Maschinenunterbau angeordnet j ist.

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18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden ■ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem relativ zum Maschinentisch (13) verschiebbaren Schlitten (14) angeordnet ist.