AT390329B - Verfahren zum messen des abriebes eines oder mehrerer an einem rotierenden koerper anliegender flaechenteile eines anderen feststehenden koerpers und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Nr. 390 329

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen des Abriebes bzw. der Tiefe des Abriebes einer oder mehrerer in Arbeitslage an einem rotierenden Körper, z. B. eines Werkstückes wie einer zu schleifenden Welle u. dgl. anliegender Flächen eines im wesentlichen feststehenden Körpers, z. B. eines Werkzeuges.

Bekanntlich sind an ein rotierendes Werkstück angedrückte Flächen eines feststehenden Körpers, z. B. eines 5 Werkzeuges einem Verschleiß durch Abrieb unterworfen, so daß diese Flächen durch ständige Rückbildung das Werkzeug stetig verkürzen. Bei betriebsbedingt starkem Anpreßdruck, wie er bei Setzstockbacken zum axialen Ausrichten einer rotierend zu schleifenden Welle u. dgl. erforderlich ist, ist diese Verkürzung auch entsprechend groß. Da insbesondere bei Setzstockbacken das Unterschreiten einer gegebenen Länge selbst um nur wenige Mikron den einwandfreien Schleifvorgang einer Welle u. dgl. schon in Frage stellt, ist es erforderlich, die am 10 Werkstück anliegenden, dem Abrieb unterworfenen und somit für die Verkürzung der Setzstockbacken maßgebenden Flächenteile besonders zu beachten. Es wurde daher schon vorgeschlagen, diese Flächen mit einer harten, abriebfesten Materialschicht zu kaschieren. Eine solche Vorkehrung schließt jedoch nicht aus, daß die Setzstockbacken mangels anderer Einrichtungen nach rein empirischen Ermittlungen die Materialbeschaffenheit, die Größe und andere Faktoren das zu bearbeitende Werkstück betreffend von Zeit zu Zeit gegen neue ausgetauscht 15 werden müssen, wobei vor allem die Erfahrung des Bedienungspersonals mit entscheidend ist.

Anknüpfend an diesen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, durch ein entsprechendes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens den Abrieb und somit die Verkürzung eines Werkzeuges relativ zu einem Werkstück - und gegebenenfalls auch umgekehrt - dem es dienlich ist, ohne auf das praktische Wissen des Bedienungspersonals angewiesen zu sein, völlig selbsttätig zu erfassen bzw. zu messen, so 20 daß bei Unterschreitung eines Mindestmaßes des zu messenden abgeriebenen Teiles, z. B. eines Werkzeuges, elektrische Impulse oder sonstige elektrische Signale zur optischen oder akkustischen Anzeige und/oder für weitere Schaltschritte, z. B. Abschaltung, ausgelöst und verwendet werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Messen des Abriebs bzw. der Tiefe des Abriebs einer oder mehrerer in Arbeitslage an einem rotierenden Körper, z. B. eines Werkstückes, wie einer zu schleifenden Welle 25 u. dgl., anliegender Flächen eines feststehenden Körpers, z. B. eines Werkzeuges, ist vorgesehen, daß wenigstens ein in einem Winkel relativ zur messenden Oberfläche in das Innere des feststehenden Körpers bewegbarer Meßstift hineingeschoben und bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschubwegstrecke ein elektrisches Signal ausgelöst wird und beim Zurückbewegen des in das Innere des feststehenden Körpers eingeschobenen Meßstiftes in seine Ausgangslage die zurückgelegte Wegstrecke des Meßstiftes in umgekehrter Bewegungsrichtung gemessen 30 und bei Unterschreitung einer dafür vorgegebenen Wegstrecke in gleicher Weise ein elektrisches Signal ausgelöst wird. Hierbei ist der Winkel, den die Achse des Meßstiftes mit der Oberfläche des feststehenden Körpers einschließt, ein rechter Winkel, wobei bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschubwegstrecke beim Einschieben in die Meßhülse durch die Bodenseite des Flächenteilstückes im Zusammenwirken mit einem elektrischen Kontakt und bei Unterschreitung einer vorgegebenen Ruckschubwegstrecke beim Heransschieben 35 durch eine hülsenseitige Endteillänge des Flächenteilstückes im Zusammenwirken mit zwei Meßfühlern jeweils ein elektrisches Signal ausgelöst wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß normal zur Oberfläche eines als Werkzeug ausgebildeten Körpers in diesem eine zylinderförmige Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher eine zylindrische Meßhülse angeordnet ist, in der ein federvorgespannter, axial verschiebbarer, mit seinem freien Ende 40 über die Oberfläche erhaben» Meßstift gelagert ist, dessen am freien Ende gelegene Oberfläche in Ausgangslage ein Oberflächenteilstück des Körpers bildet und der durch ein am feststehenden Werkzeug rotierendes Werkstück entgegen der Kraft einer Druckfeder in die Meßhülse einschiebbar ist, daß am Boden der Meßhülse ein elektrischer Kontakt angeordnet ist, der bei unzulässig großem Abrieb der Oberfläche des Werkzeugs vom dem freien Ende abgewandten Boden des eingeschobenen Meßstiftes berührt wird, und daß am Umfang der Meßhülse Meßfühler 45 vorgesehen sind, die mit einem Wegerfassungssystem verbunden sind, das eine vorgegebene Ist-Länge eines vorbeibewegten hülsenseitigen Endteils bzw. einer Endablängung des Meßstiftes bei dessen Zurückgleiten in seine Ausgangslage, vergleichend mit einer Soll-Länge bzw. Mindestlänge des Endteiles, mißt

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel davon dargestellt ist, näher veranschaulicht. 50 Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht eines feststehenden Körpers mit einem als ein Meßstift ausgebildetes, darin axial verschiebbares Flächenteilstück im Schnitt,

Fig. 2 eine Teilansicht eines feststehenden Körpers gemäß Fig. 1, der in Arbeitslage an einem rotierenden Körper anliegt, 55 Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 2, mit durch den rotierenden Körper abgeriebener Oberfläche des feststehenden Körpers zusammen mit der Oberfläche des Flächenteilstückes bzw. der Oberfläche des Meßstiftes und

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 3 mit durch den rotierenden Körper abgeriebenen Oberflächen, und zwar sowohl des festen Körpers als auch der des Meßstiftes in Ausgangslage des Meßstiftes.

In einem Teil eines feststehenden Körpers, der hier ein Werkzeug und zwar eine Teilansicht eines 60 Setzstockbackens (I) im Schnitt darstellt, ist in dessen Innerem senkrecht zu einer dem Abrieb unterworfenen Oberfläche (2) stehend, eine Meßhülse (3) vorgesehen, in der ein Meßstift (4) angeordnet, dessen zur Oberfläche (2) parallel verlaufende Bodenfläche ein Flächenteilstück aus der gesamten Abrieboberfläche bildet, welcher -2-

Claims (3)

1. Nr. 390 329 Meßstift in seiner Axialrichtung hin federvorgespannt verschiebbar gelagert ist. Zu diesem Zweck ist am Boden (5) der Meßhülse (3) konzentrisch in der Meßhülse (3) eine Druckfeder (6) angeordnet, die am dem Boden (5) der Meßhülse (3) zugewandten Boden (7) des Meßstiftes (4) diesen federnd in Richtung nach außen drückt, so daß er mit seinem oberflächenseitigem freien Ende (8) in Ausgangslage über die Abriebsfläche (2) hinausragt. Ein Werkstück, im vorliegenden Fall eine zu schleifende Welle (9), an das der Setzstockbacken angestellt ist, Fig. 2, drückt den Meßstift (4) entgegen der Federkraft in das Hülseninnere, ohne vorerst eine vorgegebene Einschubwegstrecke (a) zu überschreiten. Gleichzeitig passiert das dem Boden (5) zugewandte Ende der Meßhülse (3), das durch den Boden (7) des Meßstiftes (4) definiert wird, um eine Ist-Länge (A) die an der Meßhülse (3) angebrachten Meßfühler (10) eines Wegerfassungssystems. Beim Abheben des Werkzeugs vom Werkstück kehrt der Meßstift (4) wieder in seine Ausgangslage zurück. Da durch die Verschiebung des Meßstiftes (4) keine der vorgegebenen Wegstrecken weder über- (a) noch unterschritten (A) worden ist, wurde auch kein elektrisches Signal durch die dafür vorgesehenen Schaltmittel ausgelöst. Durch den im Lauf der Zeit bei Rotation des Werkstückes erfolgten Abrieb des daran angedrückten Werkzeuges, also des Setzstockbackens (1), wird dieser im Bereich der Achse (X-X) des Meßstiftes (4) um eine Abrieblänge (11) verkürzt. Dabei wird auch das freie Ende (8) des Meßstiftes (4) abgerieben und demgemäß auch dieser verkürzt. In Fig. 3, die den Extremfall zeigt, ist der Abrieb des Setzstockbackens schon so groß, daß der Meßstift (4) über die Einschubwegstrecke (a) hinaus in die Hülse hineingeschoben wird, so daß er mit einem am Boden (5) der Metallhülse (3) vorgesehenen elektrischen Kontakt (12) in Berührung kommt und dadurch ein elektrisches Signal in einer hier nicht dargestellten elektrischen Schaltanordnung auslöst, in der der unzuläßig große Abrieb und die dadurch bedingte Verkürzung des Werkzeuges optisch und/oder akustisch angezeigt wird. Beim Zurückziehen des Meßstiftes in seine Ausgangstage, Fig. 1, wird in einem hier nicht dargestellten Wegerfassungssystem die Ist-Länge (A) - also die Strecke einer Endäblängung (13) des Meßstiftes, die bis zum Boden (7) bzw. zur Bodenkante (77) des Meßstiftes an den Meßfühlern (10) vorbeigeführt wird, im Vergleich zu einer Soll-Länge (B), also einer Mindestlänge, die daran vorbeigeführt wird bzw. vorbeigeführt werden soll, gemessen. Im besonderen ist das in Fig. 4 verdeutlicht, in der gezeigt ist, daß der Meßstift (4) an seinem freien Ende (8) bereits soweit äbgerieben wurde, daß sich seine gesamte Länge und somit auch die an den Fühlern (10) vorbeizuführende Soll-Länge (B) des Endteils (13) so weit verkürzt hat, daß diese beim Vorbeigleiten in den Meßfühlern unterschritten wird. Diese Feststellung wird dem Wegerfassungssystem zugeleitet und durch dieses in gleicher Weise ein optisches oder akustisches Signal auslöst. Durch das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und der Vorrichtung zu dessen Durchführung ist es möglich, eine der Bearbeitung eines Werkstückes abträgliche Verkürzung eines Werkzeuges bis auf wenige Mikrom herab unmittelbar zur Anzeige zu bringen. Es kann aber - wie vorstehend ausgeführt ist, außer dem Abrieb bzw. der Abriebtiefe am eigentlichen Werkzeug selbst - hier an einem Setzstockbacken - auch die Abnutzung an einer allfälligen zusätzlichen Einrichtung, die beispielsweise dem Werkzeug als eine Hilfseinrichtung dienlich sein kann - hier als ein Meßstift - gemessen und zur Anzeige gebracht werden. Das ist im vorliegendem Fall bedeutsam, um Fehlanzeigen, die von der Meßeinrichtung selbst verursacht werden können, vorzubeugen. Das Verfahren kann aber auch für andere Fälle von Interesse sein, z. B. wenn der Abrieb von mehreren Flächen gemessen werden soll, von denen wenigstens eine davon relativ zu einer feststehenden Fläche im wesentlichen senkrecht zu deren Oberfläche bewegbar sein soll. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß sowohl die Oberfläche (2) des Werkzeuges wie auch das freie, über diese Oberfläche des Werkzeuges ragende Ende (8) des Meßstiftes (4) mit einem möglichst abriebfesten Material beschichtet sind. Es sei noch zu erwähnen, daß die Meßfühler (10) entweder Berührungssensoren oder solche, die induktiv bzw. kapazitiv wirken, sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Messen des Abriebs bzw. der Tiefe des Abriebs einer oder mehrerer in Arbeitslage an einem rotierenden Körper, z. B. eines Werkstückes, wie einer zu schleifenden Welle u. dgl., anliegender Flächen eines feststehenden Körpers, z. B. eines Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß.wenigstens ein in einem Winkel relativ zur messenden Oberfläche (2) in das Innere des feststehenden Körpers (1) bewegbarer Meßstift (4) hineingeschoben und bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschubwegstrecke ein elektrisches Signal ausgelöst wird und beim Zurückbewegen des in das Innere des feststehenden Körpers (1) eingeschobenen Meßstiftes (4) in seine Ausgangslage die zurückgelegte Wegstrecke des Meßstiftes (4) in umgekehrter Bewegungsrichtung gemessen und bei Unterschreitung einer dafür vorgegebenen Wegstrecke in gleicher Weise ein elektrisches Signal ausgelöst wird. -3- Nr. 390 329
2. 2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß normal zur Oberfläche (2) eines als Werkzeug ausgebildeten Körpers (1) in diesem eine zylinderförmige Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher eine zylindrische Meßhülse (3) angeordnet ist, in der ein federvorgespannter axial verschiebbarer, mit seinem freien Ende (8) über die Oberfläche (2) ragender Meßstift (4) gelagert ist, dessen am freien Ende (8) gelegene Oberfläche in Ausgangslage ein Oberflächenstück des Körpers (1) bildet und der durch ein am feststehenden Werkzeug rotierendes Werkstück (9) entgegen der Federkraft einer Druckfeder (6) in die Meßhülse (3) einschiebbar ist, daß am Boden der Meßhülse (3) ein elektrischer Kontakt (12) angeordnet ist, da* bei unzulässig großem Abrieb (11) der Oberfläche (2) des Werkzeugs von dem freien Ende (8) abgewandten Boden (7) des eingeschobenen Meßstiftes (4) der Meßhülse (3) berührt wird und daß am Umfang der Meßhülse
3. (3) Meßfühler (10) vorgesehen sind, die mit einem Wegerfassungssystem verbunden sind, das eine vorgegebene Ist-Länge eines vorbeibewegten hülsenseitigen Endteils bzw. einer Endablängung (13) des Meßstiftes (4) bei dessen Zurückgleiten in seine Ausgangslage, vergleichend mit einer Soll-Länge bzw. Mindestlänge (B) des Endteils bzw. der Endablängung (13), mißt. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-