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Präzisionsgerät zum direkten Ablesen der Mittelpunktskoordinaten eines
im Werkzeugträger einer Maschine eingespannten Werkzeuges
Die vorliegende Erfindung
hat zum Zweck eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, auf das genaueste
die Koordinaten eines Werkzeuges in Hinsicht zweier genau bestimmter Bezugsachsen
festzustellen, das im Arbeitskopf einer Werkzeugmaschine angebracht ist.
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Gegenüber den derzeit angewendeten Vorrichtungen hat der Erfindungsgegenstand
den Vorteil, dall. die Resultate ohne Vornahme jeglicher mühsamer Nebenarbeiten
abgelesen werden können, wie es z. B. die Einstellung eines Mikroskopkollimators
oder die Verwendung von Kalibern, Einstellung von mikrometrischen Anschlägen usw.
sind.
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Die Erfindung kann bei allen Werkzeugmaschinen in Anwendung gebracht
werden, sowohl bei solchen, wo das Werkzeug in Hinsicht des Auflageorgans, auf dem
das Werkstück liegt und auf dem es aufgespannt ist, beweglich ist, als auch bei
jenen, die ein festes Werkzeug und einen beweglichen Spanntisch aufweisen, oder
schließlich auch bei solchen, bei denen sowohl das Werkstück als auch der Spanntisch
sich in Bewegung befinden.
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Der Erfindungsgegenstand ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Draht,
ein Seil, ein Band oder ein sonstiges biegsames Organ am beweglichen, das Werkzeug
tragenden Maschinenteil angebracht ist, das eine Trommel, welche mehrere Zeiger
betätigt, ohne zu Gleiten mitnimmt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
hat als bloßes Beispiel zu gelten, durch das der Umfang der Erfindung keineswegs
beschränkt werden soll; es
stellt eine Anwendung der Erfindung bei
einer Uohrmaschine mit fester Säule dar. Selbstverständlich ist die Erfindung ebensogut
bei einer Bohrmaschine mit beweglicher Säule, bei einer Lochmaschine, einer Drehbank,
einer Radialbohrmaschine oder einer jeden anderen Werkzeugmaschine anwendbar.
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In dieser Zeichnung bedeutet Abb. I eine Vorderansicht einer Bohrmaschine
mit fester Säule, Abb. 2 die zugehörige Seitenansicht bei abgenommenem Oberteil,
Abb. 3 die Vorderansicht des Anzeigegeräts in vergrößertem Maßstab in aufgerolltem
Schnitt, Abb. 4 eine Vorderansicht des Anzeigegeräts, Abb. 5 eine Abänderung des
Geräts, wo eine besondere Vorrichtung zum Spannen des Seiles oder Bandes durch eine
Schraubenfeder vorgesehen ist, Abb. 6 eine weitere Abänderung des erfindungsgemäßen
Geräts.
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Das in den Abb. I und 2 veranschaulichte Gerät zeigt bloß die Koordinaten
des Mittelpunktes der Bohrspindel B in Hinsicht der Achsen O-X und O-Y an. Im folgenden
wird unter der Bezeichnung Mittelpunkt der Bohrspindel die Projektion der Achse
auf die Darstellungsebene der Abb. 2 verstanden. Man kann gegebenenfalls das Gerät
weiter derart vervollständigen, daß dasselbe auch die Lage des Tisches in Hinsicht
der Koordinatenachse O-Z angibt.
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Man nimmt zwei Bezugsachsen an, die ein für allemal an der Maschine
festgestellt werden und in der günstigsten Lage anzunehmen sind. In dem dargestellten
Beispiel wurde als waagerechte Achse eine Gerade O-X angenommen, die in der Ebene
des Spanntisches liegt und parallel mit den waagerechten Gleitschienen dieses Spanntisches
verläuft, wobei sie gleichzeitig lotrecht zu einer Vertikalebene liegt, die die
Achse der Spindel enthält. Diese Achse ist in Hinsicht des Maschinengestells fest.
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Als senkrechte Achse wird eine Gerade O-Y angenommen, die in der
vertikalen Ebene enthalten ist, in der die Spindelachse liegt, und die demzufolge
parallel zu den senkrechten Gleitbahnen der Säule verlaufen muß. Diese beiden Achsen
liegen in der gleichen Ebene, und deren Schnittpunkt o ist der absolute Nullpunkt,
von dem aus folgende Maße beginnen: a) die Lagen des Spindelmittelpunktes auf der
Achse O-X, b) die Lagen eines auf dem Spanntisch angenommenen Punktes auf der Achse
O-Y.
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Dieses Anwendungsbeispiel ergibt Ablesungen reditwinkliger Koordinaten
Die Erfindung würde ihrem Wesen nach auch weiter bestehen, wenn die Gleitbahnen
untereinander einen von 900 verschiedenen Winkel einschließen würden.
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Man ordnet auf der Maschine zwei dem Wesen nach gleiche Geräte an,
die sich nur durch gewisse Einzelheiten im Bau unterscheiden, die im späteren erklärt
werden, Vor allem wird dasjenige Gerät beschrieben, das die Koten auf der Achse
O-Y zu messen hat. Im ferneren werden dann nur die Besonderheiten angegeben werden,
durch die sich das zum Bestimmen der Maße auf der Achse O-X verwendete Gesät vom
ersteren unterscheidet.
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Der Kopf T der Bohrmaschine verschiebt sich in üblicher Weise auf
der Säule M in senkrechter }richtung. Erfindungsgemäß wird an diesem Kopf ein Draht
oder ein Stahlband 1 angebracht, das sich am halben Umfang um eine Trommel 2 legt
und dieselbe bei der Fortbewegung mitnimmt, dhne auf ihr zu gleiten. Das andere
Ende dieses biegsamen Organs wird durch ein Gegengewicht 3 gespannt.
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Die Trommel 2 dreht sich auf einer auf Kugeln, auf Zapfen oder sonstwie
gelagerten Achse derart, daß ihre Reihung vermindert wird. An diese Trommel ist
ein Zeiger 4 befestigt, der sich vor einem Zifferblatt 5 hewegt. Andererseits steht
die Trommel mit einem oder mehreren Übersetzungsrädersätzen 6 in Verbindung, die
die zehnfachen und llimdertfacllen Umdrehungen angeben. In der Annahme, daß die
Trommel einen Durchmesser von 318,309 mm aufweist, ergibt ihr abgerollter trmfang
genau I m.
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Der Umkreis, auf dem sich der große Zeiger 4 bewegt, ist in IO Teile
eingeteilt, die mit den Bezeichnungen o, 100, 200, 300 usw. bis 900 versehen sind.
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Die erste Übersetzungsrädergruppe ist mit einem Zeiger 7 versehen,
der sich vor einer in IOO Teile eingeteilten Skala bewegt, die von lo zu lo eingeteilt
ist: o, IO, 20, 30, 40, 50 bis lOO.
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Der dritte Übersetzungsrädersatz, der in zwei Stufen arbeitet und
eine Gesamtübersetzung von IOO aufweist, bewegt mit einem dritten Zeiger 8, dessen
Spitze sich vor einer in IOO Teile eingeteilten Skala hewegt, die von IO zu IO numeriert
ist: o, IO, 20, 30, 40, 50 bis I00.
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Der Zeiger 4 zeigt demnach Hunderter, der Zeiger 7 Zehner und Einer,
der Zeiger 8 Zehntel und Hundertstel an.
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Man kann das Gerät noch mit einer dritten Ablesevorrichtung versehen,
die die Lage des Spanntisches in Hinsicht der Achse ö-Z angibt. Desgleichen kann
man eine Ablesevorrichtung an der Brille anbringen, um das Übereinstimmen deren
Mittelpunktes mit demjenigen der Spindel nachzuprüfen.
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In der in der Zeichnung dargestellten Lage geben die Zeiger die Zahl
+67,57 an.
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Es ist ersichtlich, daß die Anlage des Anzeigegeräts ganz verschieden
sein kann, ohne daß dadurch das Wesen der Erfindung berührt werden würde. Man kann
beispielsweise statt der Zeiger bezifferte Trommeln verwenden, die sich vor Fensterchen
mit festen Anzeigestrichen bewegen, oder man kann auch zu einem gemischten System
von Trommeln und Zeigern greifen.
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Im Fall, daß man nicht über genug Platz verfügt, um ein Gegengewicht
anzubringen, was z. B. bei den Geräten zur Vornahme von Messungen entlang der Achse
O-Z der Fall ist, kann man das Gerät so gestalten, wie dies in der Abb. 5 dargestellt
erscheint.
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Das Seilchen oder das Band 1, das mit einem Ende am Spanntisch befestigt
ist, führt mit seinem anderen Ende zur Trommel 9, auf welcher dasselbe vollständig
aufgerollt werden kann. Die erforderliche Spannung wird von einer Spiralfeder IO
geliefert, deren eines Ende an der Trommel, das andere an einem festen Teil ii befestigt
ist. Die Anordnung zum ablesen bleibt dem Wesen nach unveränderlich.
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Alle illaßaahmen werden zu dem Zweck getroffen, um die Genauigkeit
und Wiedergabetreue des Geräts zu gewährleisten und alles derart zu gestalten, daß
sämtliche nur möglichen und durch in allerhand Einflüssen, beispielsweise in der
Verlängerung oder Zusammenziehung infolge Temperaturwechsels,. in der Zugbeanspruchung
des Seiles oder Bandes begründeten Irrtümer und Fehler behoben oder kompensiert
erscbeinen. Im Bedarfsfall kann man mit Hilfe von genauen an Kalibern vorgenommenen
LIessungen eine Korrekturtabelle aufstellell.
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In der Abb. 6 ist ein weiteres Autsführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Geräts dargestellt, bei dem die Verlängerungen oder Schrumpfungen des Drahtes oder
Bandes kompensiert werden. Die Trommel 2 ist auf einem Wagen 14 befestigt, der sich
seitlich in Richtung des Pfeiles F bewegen kann. Der Draht oder das Band ist einerseits
am Oberteil des Kopfes T, andererseits am Unterteil desselben angebracht und bildet
derart eine Art endloses Band, das über zwei Rückleitungsrollen I2 und I3 geführt
ist. Eine Feder Ig drückt die Ablösungstrommel ständig nach rechts. Auf diese Art
werden alle Verlängerungen und Schrumpfungen selbsttätig kompensiert.
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Die im vorstehenden gezeigten Ausführungsformen sind nur als Beispiel
aufzufassen. Es versteht sich, daß es möglich ist, die Anzahl der Zifferblätter,
der Skalen und der Zeiger darauf zu vergrößeren oder zu verkleinern.
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Sämtliche Ausführungseinzelheiten, die Gestaltung, die Abmessungen,
die verwendeten Werkstoffe usw. können auch nach Bedarf abgeändert werden. ohne
dem Wesen der Erfindung Abbruch zu tun.