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Verfahren zum Steuern von Schleifmaschinen und Meßkopf zur Durchführung
dieses Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 'Steuern von
Schle@@maschinen von einem das Werkstück abtastenden, Meßschnäbel tragenden, ein-
und ausfahrbaren Meßkopf aus, dessen Einfahr bewegung von Hand oder über ein Zeit-
oder ein Vormeßwerk selbsttätig und dessen Ausfahrbewegung in Abhängigkeit vom Werkstückdurchmesser
gesteuert wird.
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Es ist bereits bekannt, 'Schleifmaschinen von einem Meßkopf aus selbsttätig
zu steuern, jedoch werden dabei die Meßschnäbel des Meßkopfes vor dessen Einfahren
auf einen Abstand zehngestellt, der kleiner ist als der Durchmesser des Werkstückes
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Meßschnäbel mit dem Werkstück in Berührung gebracht
werden. Mit der fortschreitenden Bearbeitung des Werkstückes nähern sich die Meßschnähel
einander immer mehr, bis sie beim Ausfahren des Meßkopfes wieder ihren kleinsten,
voreingestellten Abstand einnehmen.
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Dieses Verfahren wird durchgeführt, gleichgültig, ob der Meßkopf unmittelbar
bei Beginn des :Schleifens der eine bestimmte Zugabe aufweisenden Werkstücke eingefahren
wird oder erst, nachdem das Werkstück einige Zeit vorgeschliffen worden ist, so
daß es nur noch ein geringes Übermaß hat und keine Unrundheiten mehr aufweist.
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Die Erfindung besteht demgegenüber zunächst darin, daß die Meßschnäbel
bei ausgefahrenem Meßkopf ständig in Offenstellung gehalten und erst nach dem Einfahren
des Meßkopfes bis zym Auftreffen auf das Werkstück einander genähert und nach Erreichen
des Endmaßes zunächst voneinander und daher auch vom Werkstück entfernt werden,
wonach der Meßkopf ausgefahren wird.
Dieses Verfahren wird vorteilhaft
in der Weisse durchgeführt, daß die Meßschnäbel unter hydraulischem Druck in Offenstellung
gehalten werden, wobei das Absinken des Druckes während der Einfahrbewegung des
Meßkopfes eingeleitet und derart verzögert wird, daß sich -die Schnäbel erst nach
dem Einfahren des Meßkopfes unter Federdruck oder sonstiger Kraftwirkung auf das
Werkstück aufsetzen, von dem sie in Abhängigkeit von einem bei Erreichen des Enddurchmessers
des Werkstückes gegebenen Steuerimpuls wieder abgehoben werden, wonach der Meßkopf
zurückgefahren wird.
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Die empfindlichen Fühlstellen der Meßschnäbel werden, weil sie erst
nach Beendigung der Einfahrbewegung des Meßkopfes auf das Werkstück aufgesetzt werden,
gegenüber den bisher bekannten Verfahren geschont, also wesentlich weniger schnell
abgenutzt, so daß auch die Voreinstellung an entsprechenden Skalen über längere
Betriebszeiten genau bleibt.
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Die Erfindung besteht weiter in der besonderen Ausbildung des zur
Durchführung des volgenannten Verfahrens geeigneten Meßkopfes, nämlich darin, daß
im Meßkopf an eine Leitung für ein hydraulisches Druckmittel angeschlossene Membrandruckdosen
angeordnet sind, welche mit die Meßschnäbel tragenden, beweglichen Steuergehäusen
zusammsenwirken, und zwar entgegen von gleichfalls auf die Steuergehäuse leinwirkenden,
zweckmäßig einstellbar angeordneten Federn.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß im Meßkopfunterteil
ein hydraulischer Zylinder angeordnet ist, in welchem sich ein Kolben mit einer
Kolbenstange befindet, die beide durchbohrt sind und der einen feineinstellbaren
Auslaß aufweist, wobei der Kolben unter der Wirkung einer Rückführfeder steht. Weitere
Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
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Fig. I ist ein senkrechter Mittelschnitt durch die Meßkopfanordnung;
Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. I, halb in Draufsicht, halb im Schnitt nach
Linie L-Lin Fig. I; Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie K-K in Fig. I,
Fig. 4 ein 'Schnitt nach Linie A-H in Fig. I.
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Auf dem Schleifmaschinentisch ist ein Führungsprisma I mit geneigter
oberer Führungsfläche 2 angeordnet. Auf diesem ist :ein als 'Schlitten ausgebildeter
Meßkopfunterteil 3 verschiebbar geführt.
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Mit dem Unterteil 3 ist ein Meßkopfoberteil 4 durch Hebel 5, 6 beweglich
verbünden, die zusammen mit den Abständen ihrer Anlenkpunkte eine parallelogrammförmige
Anordnung bilden. Die Hebel 5 sind bei 7, die Hebel 6 bei 8 am Meßkopfunterteil
3 gelagert, und der Meßkopfoberteil 4 ist bei 9,mit den Hebeln 5 und bei Io mit
den Hebeln 6 gelenkig verbunden.
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In dem Mleßkopfunterteil 3 ist in einer Aussparung II eine Drehachse
I2 für ein im wesentlichen hakenförmiges Klemmelement 13 angeordnet, das durch einen
Schraubenbolzen 14, der einen Klopf 15 hat, in eine Lage gedrückt werden kann, in
der es mit seinem äußeren halzenförmigen Fortsatz gegen eine Kante 16 einer im Prisma
I vorgesehenen Nut 17 drückt.
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In dem Meßkopfunterteil 3 ist weiter eine Druckölzuführurrgsbohrung
18 angeordnet, deren unteres Ende durch eine Schraube I9 verschlossen ist und in
welche ein Druckölzuführungskanal 2o mündet. Oben im Meßkopfunterteil ist ein Zylinder
2I ausgespart, der durch einen einen Flansch 22 aufweisenden Stopfen 23 verschlossen
ist. Der Flansch 22 ist z. B. mittels Schrauben 24 an dein Unterteil t befestigt.
Er enthält eine axiale Bohrung, in die eine durch eine Mutter 25 gesicherte Einstellschraube
26 eingeschraubt ist, die an ihrem Ende eine Kegelspitze 27 trägt. Diese greift
in die Bohrung einer Ventilhülse 28 ein, die in einem erweiterten Teil 29 der Axialbohrung
des 'Stopfens 23 verschiebbar geführt ist. Der Bohrungsteil 29 ist durch eine Stopfenschraube
3o verschlossen. Zwischen dieser und der Ventilhülse 28 ist eine Druckfeder 3I eingespannt,
die bestrebt ist, die Hülse auf den Kegel 27 zu drücken. Gegen unbeabsichtigtes
Verstellen ist die Einstellschraube 26 durch eine in den Stopfen 23 eingeschraubte
Überwurfkappe 32 gesichert. Eine weitere, im 'Stopfen 23 angebrachte Bohrung 33
kreuzt die axiale Bohrung. Die Bohrung 33 schließt sich an die Ölzuführungsbohrung
18 an.
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In dem Zylinder 21 ist ein Kolben 34 verschiebbar geführt, mit dem
eine Kolbenstange 35 verbunden ist. Der Kolben und die Kolbenstange sind durchbohrt.
An ihre Bohrung 36 ist ein für die Weiterleitung von Drucköl geeigneter Schlauchkopf
37 mittels der Überwurfmutter 38 angeschlossen. Die Kolbenstange 35 ist in einer
Buchse 39 geführt, die in einem verengten Teil 4o des Zylinders 2I angeordnet ist.
An den Zylinderraum ist vor der die Buchse 39 aufnehmenden Verengung 4o ein Federteller
4I eingelegt. Zwischen diesem und dem Kolben 34 ist eine Druckfeder 42 eingespannt,
die bestrebt isst, den Kolben 34 in die in Fig. I gezeichnete linke Stellung zu
drücken. Die Kolbenstange 35 mit dem SchlauchKopf 37 ragt durch eine Aussparung
43 zwischen den Hebelarmen 6 hindurch. In einem die Hebelarme 6 verbindenden Querstück
ist eine durch eine Mutter 44 gesicherte Einstellschraube 45 angebracht, die an
einem im Meßkopfunterteil 3 befestigten Anschlag 46 anliegt, wenn die Teile ihre
in Fig. I gezeigte Stellung haben, in der der Meßk.opf am weitesten nach der Schleifscheibe
67 hin verschoben ist. Die Kolbenstange 35 hat seitliche Abflachungen 35', in welche
Bolzen 92 eingreifen, die in Bohrungen dies Hebels 6 eingesetzt und durch Gewindescheiben
93 gehalten sind. Über diese Zwischenglieder wird der Hebel 6 beim Bewegen
des Kolbens 34 von der Kolbenstange 3 5 verschwenkt.
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Der Mpßkopf oberteil 4 besteht aus einem Grundkörper 47, der in einer
Schwalb:enschwanzführung eines Körpers 47' höheneinstellbar und festklemmbar ist.
An dem Körper 47' sind- durch Stifte 48
und Schrauben 49 Platten
5o und 5o' gehalten. An diesen sind Blattfedern 5I bis 54 festgeklemmt, von denen
die Federn 51, 52 ein erstes Steuergehäuse 55 für einen Meßschnabel 56 und die Federn
53 und 54 ein zweites Steuergehäuse 55 für einen Meßschnabel 57 tragen. Auf der
Stirnseite des Gehäuses 5 5' ist eine Zahnstange 58 befestigt, auf der Stirnseite
des Gehäuses 55' eine Zahnstange 59. Die Meßschnäbel 56 und 57 sind auf von den
Stirnwänden der Gehäuse 55 und 55' gebildeten Schwalbenschwanzprismen geführt. In
die Schnäbel 56, 57 sind Lagerbolzen 6o, 6I eingeschraubt, auf denen Zahnhülsen
62, 63 drehbar gelagert sind, deren Verzahnungen in die an den 'Steuergehäusen 55,
55' festen Zahnstangen 58, 59 eingreifen und welche Einstellknöpfe 64 und 65 tragen.
Mit Hilfe dieser Einstellknöpfe kann der Abstand der Meßschnäbel 56, 57 für einen
bestimmten Werkstückdurchmesser passend voreingestellt werden. Dies wird zweckmäßig
dadurch erleichtert, daß am Gehäuse Skalen und an den Schnabelkörpern Marken vorgesehen
sind, oder umgekehrt. In Fig. 1 sind die Schnäbel 56, 57 in ihrer einander am meisten
genäherten Stellung gezeichnet, in der sie sich an ein Werkstück 66 vom kleinsten,
von der Schleifscheibe 67 zu bearbeitenden Durchmesser anschmiegen.
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Ein Einsatz 68 des Gehäuses 55 und ein Einsatz 69 des Gehäuses 55'
greifen verschiebbar ineinander. Die beiden Einsätze sind durch einen Balg 7o miteinander
verbunden. Innerhalb der Einsätze 68, 69 befinden sich an sich bekannte, nicht zur
Erfindung gehörende Steuermittel pneumatischer oder elektrischer Art. Je nach dem
Zusammengehen der :Schnäbel 56, 57 während der Bearbeitung des Werkstückes 66 werden
in einer Meß- oder Kabelleitung 71 Steuerimpulse weitergeleitet. Die Platten 5o
haben geschlitzte Ansätze 72, 73, in welche Einstellschrauben 74 und 75 eingeschraubt
sind, deren Köpfe Stützbolzen für Druckfedern 76 und 77 aufweisen. Die Feder 76
drückt auf einen Ansatz 78 des Gehäuses 55 und die Feder 77 auf einen Ansatz 79
des Gehäuses 55'. Die Federn 76, 77 sind also bestrebt, die Gehäuse 55, 55' und
damit die an diesen geführten Meßschnäbel 56, 57 einander zu nähern.
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Etwa in der Mitte zwischen den Platten 5o, 5o' befindet sich ein Zwischenraum
8o, durch den ein in. den Grundkörper 47 eingesetztes, mittels 'Schrauben 91 befestigtes
Kreuzstück 81 hindurchragt. Das Kreuzstück 81 trägt zwei Membrandruckdosen 82 und
83, deren Köpfe mit den Ansätzen 78 und 79 zusammenwirken. Die Druckdosen stehen
mit einer in dem Kreuzstück 81 vorgesehenen Bohrung 84 in Verbindung, an die sich
eine Behrung 85 anschließt, welche in eine Bohrung 86 des Grundkörpers 47 mündet.
An den Schlauchkopf 37 schließt sich ein Schlauch 87 an, dessen anderer Kopf 88
mittels der Mutter 89 an einem Stutzen 9o gehalten ist, der in die Bohrung 86 eingeschraubt
ist. In der Druckflüs:sigkeitszuführung ist zweckmäßig eine Entlüftungsmöglichkeit
an geeigneter Stelle vorgesehen, z. B. anschließend an die Bohrung 86.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn der Meßkopfoberteil. 4 ausgefahren
ist, die Hebel 5 und 6 also um die Drehachsen 7, 8 in Fig. 1 im Drehsinn des Uhrzeigers
ausgeschwenkt sind, wird im hydraulischen System von dem Zuführungskanal 2o her
ein Druck aufrechterhalten, der den Membrandosen 82, 83 ihre .größte Ausdehnung
gibt, bei welcher sich ihre Köpfe-gegen die Ansätze 78, 79 der Gehäuse 55, 55' legen
und diese entgegen der Wirkung der Federn 76, 77 in auseinandergerückter Stellung
halten, in der die Schnäbel 56, 57 s0 weit voneinander entfernt sind, wie es nach
ihrer Voreinstellung möglich ist. Bei Beginn des Einfahrens des Meßkopfes wird der
Öldruck im Kana1 2o und damit auch vor dem Kolben 34 gesenkt.
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Diese Absenkung des Öldrucks kann sich jedoch nicht sofort in vollem
Umfang bis in die Dosen 82. 83 hinein auswirken, weil die vor dem Kolben 34 befindliche
Druckflüssigkeit durch das Ventil 28, 27 nur langsam entweichen kann, wobei der
Kolben 34 durch die Feder 42 allmählich von seiner rechten, in die linke Stellung
bewegt wird. Erst wenn der Meßkopf bereits eingefahren ist, ist der Druck so weit
gefallen, daß die Federn 76, 77 die Schnäbel 56, 57 auf das Werkstück 66 aufsetzen.
Umgekehrt werden vor dem Ausfahren des Meßkopfes die Schnäbel durch Druckerhöhung
mittels der Dosen 82, 83 wieder vom Werkstück abgehoben. Im Gegensatz zur Druckverminderung
macht sich die Druckerhöhung plötzlich bemerkbar, weil die Rückschlagventilhülse
28 entgegen der Wirkung der Feder 29 in Fig. 9 von links nach rechts verschoben
wird, so daß um den Kegel 27 eine größere Öldurchflußöffnung freigegeben wird. Zugleich
wird der Kolben 34 entgegen der Wirkung der Feder 43 nach rechts verschoben. Erst
nach dem Abheben der Schnäbel vom Werkstück wird der Meßkopf in die Ausfahrstellung
in Fig. 1 nach rechts verschwenkt. In der ausgeschwenkten Stellung läßt er sich
verriegeln, so daß er nicht unbeabsichtigt von Hand nach links zurückbewegt werden
kann. Zu diesem Zweck ist zwischen den Hebelarmen 6 um eine Achse 94 ein Sperrhebel
95 schwenkbar gelagert, dessen freies Ende einen hakenförmigen Ausschnitt 96 aufweist.
Bei in Fig. I nach rechts verschwenktem Meßkopfoberteil läßt sich der Sperr-. hebe1
95 entgegen dem Uhrzeigersinn so umlegen, daß der Ausschnitt 96 über die vordere
obere Kante des Anschlags 46 faßt. In der in Fig. 1 gezeichneten unwirksamen 'Stellung
ist der Sperrhebel 95 durch einen federnd angeordneten Rastbolzen 97 gehalten, der
in eine am Sperrhebel angebrachte Raste 98 eingreift (Fig. 3).