DE864003C - Tastlehre zum Messen von Kegelflanschen, insbesondere Spindelflanschen fuer Drehbaenke - Google Patents

Description

• Tastlehre zum Messen von Kegelflanschen, insbesondere Spindelflanschen für Drehbänke Es sind Tastlehren für Spindelflansche bekannt, mit denen man den Durchmesser eines sich an eine Planfläche anschließenden Kegels durch drei um 1200 in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Kugeln messen kann. Die Kugeln liegen jeweils gleichzeitig am Kegelmantel und an einer sich an den Kegel anschließenden Planfläche an.
• Zwei Kugeln sind fest angeordnet, während die dritte radial zur Kegelachse beweglich ist. Der Ausschlag, den die dritte Kugel in radialer Richtung macht, ist dabei ein Maß für den jeweils zu messenden Durchmesser des Kegels und unmittelbar auf einer Meßuhr ablesbar. Eine derartige Tastlehre ist verhältnismäßig einfach und leicht herstellbar und ermöglicht auch eine einfache Handhabung. Sie läßt jedoch im Gebrauch an Genauigkeit zu wünschen übrig. Ferner ermöglicht sie nicht ohne weiteres die Messung des Neigungswinkels des Kegels.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Meßungenauigkeiten bei der bekannten Tastlehre im wesentlichen daher kommen, daß an sich geringfügige Drehriefen und kleine örtliche Unregelmäßigkeiten der Kegeloberfläche oder der Planfläche die Lage der Kugeln und damit das Meßergebnis ungünstig beeinflussen. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung ohne wesentlichen Aufwand dadurch behoben, daß mittels Drehzapfen verschwenkbar gelagerte Tastglieder mit Tastflächen ausgestattet sind, die sich beim Messen entlang der Mantellinie der Kegelfläche auf diese legen und sich dabei entsprechend dem Neigungs- winkel des Kegelmantels einstellen. Durch die verhältnismäßig lange Linienberührung der Tastglieder mit dem Kegelmantel bildet die Richtung, in der sich jeweils das Tastglied einstellt, eine gute Grundlage für die Messung des Kegelwinkels, den man zweckmäßig unmittelbar an einer geeignet angeordneten Meßuhr abliest. Die radiale Bewegung des einen Tastgliedes wird vorteilhaft auf eine zweite Meßuhr übertragen und ermöglicht hierdurch genaue Durchmessermessungen, wobei kleine Oberflächenfehler die Meßergebnisse praktisch nicht beeinflussen. Ein. Vorteil der neuen Tastlehre besteht auch darin, daß zu ihrer Einstellung eine besonders einfach und genau herstellbare zylindrische Lehre benutzt werden kann, auf deren Mantelfläche die entsprechend gekippten Tastglieder in Anlage gebracht werden.
• Weitere Vorteile und kennzeichnende Merkmale der neuen Lehre werden sich im Laufe der folgenden Beschreibung ergeben, die auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele Bezug nimmt. Es zeigt Fig. I eine schematische Darstellung der Meßanordnung bei einer bekannten Tastlehre in einem Schnitt nach Linie 1-1 inf Fig. 2, Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Fig. I dargestellten Lehre, in der Achsrichtung der Lehre gesehen, Fig. 3 eine ähnliche schematische Darstellung wie Fig. I in einem Schnitt nach LinieIII-III in Fig. 4, jedoch für eine erfindungsgemäße Meßanordnung, Fig. 4 eine schematische Darstellung der Lehre gemäß Fig. 3, in der Achsrichtung der Lehre gesehen, Fig. 5 eine ähnliche schematische Darstellung wie Fig. 3 für eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßanordnung, Fig. 6 eine Ansicht auf ein praktisches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, in Pfeilrichtung VI in Fig. 7 gesehen, Fig. 7 einen . Schnitt nach Linie VIT-VIl in Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt durch eine Einzelheit nach Linie VIII-VIII in Fig. 6.
• In Fig. I ist mit I ein Spindelflansch bezeichnet, der sich zur Verwendung bei einer Drehbank oder einer anderen Drehmaschine eignet und die Abmessungen. nach DIN 8I2 haben kann. Er hat eine kurze Kegelfläche 2 zum Aufsetzen eines entsprechend ausgebildeten Spindelfutters, eine mittlere Planfläche3 und eine äußere Planfläche4, gegen die das nicht dargestellte, auf der Kegelfläche 2 zentrierte Spin del futter der Drehmaschine fest angezogen wird, um einen guten Rundlauf und eine gute Kraftübertragung zu erzielen.
• Es läßt sich leicht nachweisen, daß die den trierung mittels kegeliger Spindelfiansche nach DIN 8I2 innerhalb viel größerer Toleranzbereiche einen guten Rundlauf und ein geringeres Ecken ergibt als.bei den übrigen heute bekannten Zentrierungen, z. B. Zylinderflanschen, Gewindeflanschen nach DIN 8oo oder amerikanischen Langkegeln. Natürlich kann hierbei der kurze Kegel. im Gegensatz zur sonst üblichen Verwendung von Kegeln im Werkzeugmaschinenbau, nicht das Ausrichtelement sein; er soll vielmehr nur wie beim Zylindereinpaß die Ausmittung des Futters auf den Flansch übernehmen.
• Wenn sich der Spindelflansch nach DIN 812 trotz seiner Unempfindlich!keit gegen Toleranzstreuungen. bisher nicht allgemein durchsetzen konnte, so ist dies mindestens zu einem erheblichen Teil darauf zurückzuführen, daß bei der Herstellung der Kurzkegel für das Messen keine befriedigenden Meß- und Prüflehren zur Verfügung standen.
• Fig. I und 2 zeigen eine bekannte Lehre, in deren Lehrenkörper zwei Kugeln 5, 6 unverschiebbar und eine dritte Kugel 7 radial verschiebbar angeordnet waren. Hierbei konnte man die Kugeln gleichzeitig an der Kegelfläche2 und an der Planfläche4 anliegen lassen. Je nachdem, ob dabei die verschiebbare Kugel 7 entgegen ihrer Rückstellkraft weiter nach außen oder umgekehrt nach innen wanderte, zeigte eine auf sie aufgesetzte Meßuhr 8 übermaß oder Untermaße an. Ein Nachteil dieser an sich einfachen Lehre war ihre Empfindlichkeit gegen zufällige örtliche Ungenauigkeiten der Drehflächen 2, 4, insbesondere Dreh- und Schleifriefen; auch dort, wo diese Ungenauigkeiten an sich so klein sind, daß sie für die Gesamtbeurteilung der Flächen praktisch noch keine Rolle spielen, zeigen derartige Lehren schon Toleranzüberschreitungen an. Ihre Anwendung verursacht deshalb viel Ausschuß und unnötige Nacharbeit.
• Bei der in Fig. 3 und 4 schematisch dargestellten neuen Lehre sind die Flächen des mit einer Randschraffur dargestellten Spindelflansches I ebenfalls mit 2, 3, 4 bezeichnet. An Stelle der Kugeln 5, 6, 7 gemäß Fig. I und 2 sind hier jedoch andersartige Tastglieder I0, II, I2 vorgesehen, die auf Zapfen 13, 14, 15 beschränkt drehbar gelagert sind. Die Tastglieder I0, II, 12 sind flache, vorzugsweise aus Hartmetall hergestellte oder mit Hartmetall bestückte Plättchen, die in der Längsrichtung des Kegels 2 angeordnet sind und in der dargestellten Arbeitsstellung mit einer verhältnismäßig langen schmalen Tastfläche 40 auf der Kegelfläche 2 auf liegen, wobei sie sich genau dem Neigungswinkel des Kegels anschmiegen.
• Die Zapfen I3, 14 der Tastglieder I0, II sind unverschiebbar im Lehrenkörper 16 angeordnet.
• Dagegen ist das Tastglied 121 mittels seines Zapfens I5 in einem Arm 17 eines Schiebers 18 gelagert, der seinerseits im Lehrenkörper I6 radial zu dessen Achse verschiebbar angeordnet ist. Der Arm t7 ist in Berührung mit dem Tastbolzen 22 einer Meßuhr Ig, die im Lehrenkörper I6 fest eingespannt ist. Schiebt man in Fig. 3 von rechts her den Lehrenkörper I6 über den Kegel 2 hinüber in die gezeichnete Arbeits- oder Meßstellung, so legen sich die gemäß Fig. 4 gleichmäßig über den Umfang verteilten Tastglieder I0, II, 12 entsprechend dem Kegelwinkel an den Kegelmantel an. Die Tastglieder I0, II entfernen sich dabei entgegen der Wirkung von Rückstellfedern 20 etwas von ihrem am Lehrenkörper I6 vorgesehenen Anschlagflächen 21, und das Tastglied 12 drückt den Schieber I8 entgegen der Wirkung seiner Rückholfeder 29 radial nach außen. Diese Bewegung des Schiebers I8 wird infolge Anliegens des Tastbolzens 22 genau von der Meßuhr 19 registriert. Die Bewegung ist I,eendet. wenn der Lehrenkörper I6 oder die in ihm befestigten abnutzungsfesten, vorzugsweise aus Hartmetall hergestellten Anschlagplättchen 23, 24 an- der Planfläche 4 zur Anlage gekommen sind.
• Eine solcheRegistrierung an der Meßuhr ist genauer als diejenige bei Verwendung von Kugeln 5, 6, 7 (nach Fig. I und 2), weil angesichts der langen Tastflächen o zufällige kleine Oberflächenungenauigkeiten, die für die spätere Zentrierung des Futters auf dem Spindelflansch unbedeutend sind, praktisch vollkommen eliminiert werden.
• Das Tastglied 12 hat einen verhältnismäßig langen Arm 25. der im Bereich des Tastbolzens 26 einer zweiten, in einem Arm des Schiebers I8 fest eingespannten Meßuhr 27 liegt. Diese zweite Meßuhr 27 zeigt infolge des langen Armes 25 sehr kleine Winlielfehler des Kegels 2 mit großer Genauiglçeit an. Man ist hierdurch in der Lage, eindeutig und genau anzugeben, ob und gegebenenfalls in welchem Maße Kegelwinlcelfehler, die bei der Kegelberstellung vorkommen oder durch Abnutzung im Gebrauch entstanden sind, die Durchmessermessung beeinflussen. 45 ist eine feste Bezugs- oder Anschlagfläche, die am Schieber I8 für das Tastglied 25 vorgesehen ist.
• Fig. 6, 7, 8 zeigen ein besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der neuen Lehre. Der Lehrenkörper I6 ist hierbei ebenfalls dreiarmig ausgebildet. Die beiden in der Zeichnung dargestellten krme 30. 3I enthalten auf fest in ihnen angeordneten Zapfen I3, 14 die flachen, in Schlitzen 32, 33 drehbar gelagerten Tastglieder I0, II, die gehärtet oder mit Hartmetall bestückt sein können. Unmittelbar neben den Schlitzen 32, 33 sind in den Armen 30, 3I Hartmetallplättchen 23 zur Anlage an der Planfläche 4 eingelassen. In den Zwischenraum zxvischen den, beiden Armen 30, 3I ragt die Meßuhr 19 hinein, welche mittels Schlitzes und Schraube 42 im Lehrenhörper I6 fest eingespannt ist und auf Radialbewegungen des im dritten Arm 34 des Lehrenkörpers I6 beweglichen Schiebers I8 anspricht. Der Schieber 18 und sein auf dem Zapfen I5 gelagertes langarmiges Tastglied 12 werden durch die Feder 29 auf die Kegelfläche2 gedrückt. Der am langen Arm 25 des Tastgliedes I- anliegende Tastbolzen 26 ist im Gegensatz an der schernatischen Darstellung in Fig.3 der Lehrenachse zugewandt, wodurch eine zweckmäßige raumsparende Einbauweise für die Meßuhr 27 erzielt wird. 35 ist eine feste Bezugs- oder Anschlagfläche, die am Schieber 18 für das Tastglied 12 vorgesehen ist.
• In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer ebenfalls nach dem Prinzip der Erfindung gebauten Tastlehre schematisch dargestellt, welches sich zum Messen von Innenkegeln, insbesondere an Spannfuttern, eignet, die bei Drehbänken, Kevolverbänken, Bohrwerken und ähnlichen Drehmaschinen mit Vorteil Verwendung finden. Die am Schieber IS eingespannte Meßuhr ist hier ebenfalls mit 27 und die im Lehrenkörper I6 eingespannte Meßuhr mit 19 bezeichnet. Lediglich einige Bewegungsrichtungen sind hier gegenüber der Darstellung gemäß Fig.3 umgekehrt, insbesondere diejenigen der nach auswärts schnäbelnden Tastglieder IO, I r, I2. Die Wirkungsweise entspricht im übrigen derjenigen der anderen oben beschriebenen Beispiele.
• Ein besonderer Vorteil der neuen Lehre ist der, daß man in der Lage ist, zum Einstellen, Eichen und Nachprüfen eine einfache zylindrische Ring-oder Zapfenlehre zu benutzen. Dies ist deshalb möglich, weil man grundsätzlich die Tastflächen der Tastglieder I0, II, 12 in eine achsparallele Lage kippen kann. Die Maximalanschläge der Tastglieder sind hierfür entsprechend anzuordnen.
• Ferner erweist es sich als vorteilhaft, daß bei der neuen Lehre die Tastglieder IO, II, 12 unabhängit: von den Anschlagplättchen 23. 24 angeordnet sind.
• Zweckmäßig legt man den Drehpunkt der Tastglieder in die Mitte der Kegelfläche und hält einen genügenden Abstand von der Stelle ein, an der der Kegel 2 und die Planfläche 4 aufeinanderstoßen.
• PITENTANSPRCHE: I. Tastlehre zum Messen von Kegelfianschen, insbesondere von Spindelfianschen für Drehbänke und andere Drehmaschinen, mit mehreren über den Umfang der verhältnismäßig kurzen Kegelfläche gleichmäßig verteilten Tastgliedern, von denen wenigstens eins in radialer Richtung beweglich ist, dadurch ,ekemDzeichnet, daß die mittels je eines Drehzapfens verschwenkbar gelagerten Tastglieder mit Tastflächen ausgestattet sind, die sich beim Messen entsprechend dem Neigungswinkel des Kegelmantels einstellen.

Claims (1)

1. 2. Tastlehre nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Messen an der Planfläche anliegende Lehrenkörper etwa gleichmäßig über den Umfang verteilt drei Tastglieder aufweist, von denen zwei mittels je eines Drehzapfens unmittelbar im Lehrenkörper gelagert sind, während der Drehzapfen des dritten Tastgliedes in einem radial einstellbaren Schieber angeordnet ist.

   3. Tastlehre nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßuhr derart angeordnet ist, daß sie radiale Verstellbewegungen des Schiebers gegenüber dem Lehrenkörper anzeigt.

   4. Tastlehre nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Meßuhr derart angeordnet ist, daß sie Kippbewegungen des verschiebbar gelagerten Tastgliedes anzeigt.

   5. Tastlehre nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbar gelagerte Tastglied mit einem längeren Arm am Tastbolzen der zweiten Meßuhr anliegt. -6. Tastlehre nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lehrenkörper drei- armig ausgebildet ist, derart, daß in einem radialen Schlitz des einen Armes der Schieber mit dem Tastglied und in entsprechenden radialen Aussparungen der beiden anderen Arme die beiden anderen Tastglieder angeordnet sind.

   7. Tastlehre nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastglieder ganz oder teilweise aus einem ahnutzungsfesten Werkstoff bestehen.

   8. Tastlehre nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Arme des Lehrenkörpers mit abnutzungsfesten, vorzugsweise aus Hartmetall bestehenden Anschlagflächen. ausgestattet sind.

   9. Tastlehre nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkräfte für die Kippbewegungen der Tastglieder durch Federn erzeugt werden.

   10. Tastlehre nach Anspruch I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs- oder Ruhestellung des verschiebbaren Tastgliedes durch einen festen Anschlag begrenzt ist.

   II. Tastlehre nach Anspruch I bis I0, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen von Außenkegeln die Tastglieder auf der Innenseite von stirnseitigen Vorsprüngen der Arme liegen.

   I2. Tastlehre nach Anspruch 1 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen von Innenkegeln die Tastglieder auf der Außenseite von stirnseitigen Vorsprüngen der Arme liegen.

   13. Tastlehre nach Anspruch I bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßuhren derart angeordnet sind, daß sie sich von der Abtaststelle zur Lehrenachse hin erstrecken.

   14. Verfahren zum Einstellen der Tastlehre nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen ein zylindrischer Ring oder eine Meßscheibe benutzt wird, auf deren Mantelflächen die drei Tastglieder in gekippter Stellung zur Anlage gebracht werden.

   Angezogene Druckschriften: »Der Erfahrungsaustausch«, Heft 8, I943; »Werkstattbuch«, Heft 2, I923, Heft 65, I938; »Maschinenbau - Der Betrieb«, Bd. I7, Heft 3 bis 4; Leineweber, »Toleranzen und Lehren«; Druckschrift der Fa. Ludw. Loewe »Parallelendmaße«, I930; Druckschrift der Fa. Zeiss Fe Io2/III, I938, Fe Ioo/VII, I938; Katalog der Fa. Stiefelmayer, I939.