DE1203476B

DE1203476B - Messvorrichtung zum Messen von Innen-durchmessern an ringfoermigen Werkstuecken

Info

Publication number: DE1203476B
Application number: DEK44098A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Kirchner
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1961-06-27
Filing date: 1961-06-27
Publication date: 1965-10-21
Also published as: CH394655A

Description

Meßvorrichtung zum Messen von Innendurchmessern an ringförmigen Werkstücken Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum Messen von Innendurchmessern an ringförmigen Werkstücken zur Fühler-, insbesondere zur Fühlermeßsteuerung von Bearbeitungsmaschinen, z. B.
Schuhschleifmaschinen, bei denen ein zu bearbeitendes ringförmiges Werkstück mit seinem Außenumfang auf mindestens einem festen Schuh des Maschinengestells aufliegt, während das Werkzeug in die Bohrung des Werkstückes eingreift, wobei zwei bewegliche Meßtaster vorgesehen sind, von denen ein den Innendurchmesser des Werkstückes abtastender Taster bei Erreichen des gewünschten Innendurchmessermaßes die Bearbeitungsmaschine selbsttätig steuert.
Es ist bereits bekannt, bei Schleifmaschinen zum Schleifen von Innen- oder Außendurchmessern ringförmiger Werkstücke einen Taster an dem drehbaren Werkzeugträger anzuordnen, welcher mit einer Meßuhr zusammenwirkt und die Prüfung des Werkstückes erlaubt, ohne das Werkzeug ausspannen zu müssen, das allerdings vor der Prüfung von der zu kontrollierenden 1 Fläche weggezogen werden muß.
Weiterhin sind aber auch schon Meßvorrichtungen zum Messen von Innendurchmessern an ringförmigen Werkstücken bekanntgeworden, welche eine Kontrolle auch während des Bearbeitungsvorganges ermöglichen. Hierbei liegt die Meßvorrichtung an drei Punkten der zylindrischen Innenfläche des zu prüfenden Werkstückes an und ist mit einer Meßuhr versehen, welche in ihrer Nullstellung angibt, daß der Werkstückinnendurchmesser mit dem einer Bezugslehre übereinstimmt. Schließlich gehört es auch zum Stande der Technik, bei Schleifmaschinen zum Schleifen von Innenbohrungen ringförmiger Werkstücke diese mittels eines oder zwei die Bohrung abtastenden Tasters selbsttätig zu steuern, so daß beispielsweise bei einem bestimmten Ausschlag des einen Tasters oder bei Erreichung eines bestimmte Abstandes zwischen den beiden Tastspitzen bei zwei Tastern das Werkzeug, z. 3. eine Schleifscheibe, aus der Bohrung weggenommen wird.
Beim Schuhschleifvertahren, welches zum Schleifen von Innendurchmessern von ringförmigen Werkstücken in immer steigendem Maße angewendet wird, ist es weiterhin bekannt, die Bearbeitungsmaschine mittels einer Meßvorrichtung zu steuern, welche mit einem Taster den Außendurchmesser des ringförmigen Werkstückes und mit einem Innen-und einem weiteren Außentaster gleichzeitig dessen Wandstärke laufend auf pneumatischem Wege überprüft und bei Erreichen des gewünschten Innendurchmessermaßes ein Steuersignal abgibt.
Bei den vorstehend erwähnten bekannten Meßvorrichtungen - soweit sie überhaupt für eine Steuerung von Bearbeitungsmaschinen, bei denen ein zu bearbeitendes ringförmiges Werkstück mit seinem Außenumfang auf mindestens einem festen Schuh des Maschinengestells aufliegt, in Frage kommen - ist es nachteilig, daß sie mit zwei Tastern an der zu bearbeitenden Innenfläche des Werkstückes anliegen, also einen verhältnismäßig großen Platzbedarf haben. Werden die Taster sehr dünn ausgeführt, da die Schleifscheibe stets möglichst groß sein soll und für die Taster nur sehr wenig Platz bleibt (insbesondere bei Werkstücken mit kleinen Innendurchmessern), dann ist eine zuverlässige Messung nicht mehr gewährleistet. Die erwähnte pneumatische Meßsteuerung ist insofern nachteilig, als sie verhältnismäßig kompliziert und aufwendig ist und drei Taster benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile eine einfache Meßvorrichtung zu schaffen, welche die zuverlässige Messung des Innendurchmessers ringförmiger Werkstücke mit unterschiedlichem Außendurchmesser ermöglicht, bei denen der Mittelpunkt der Ringe je nach dem jeweiligen Außendurchmesser an verschiedenen Stellen liegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der den Innendurchmesser des Werkstückes abgreifende Meßtaster über einen beweglichen Arm eines Federparallelogramms auf ein Feinmeßgerät einwirkt, dessen Tastspitze auf einem drehbar gelagerten Tastarm ruht, dessen freies Ende der Tastspitze diametral gegenüberliegend am Außenumfang des Werkstückes aufliegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Meßvorrichtung ist die Angriffsstelle der Tastspitze am Tastarm in der Mitte zwischen der Lagerachse und dem Auflagepunkt des drehbaren Tastarmes auf dem Außenumfang des Werkstückes angeordnet. Die drehbare Lagerung des einen Tastarmes wird zwecL-mäßigerweise durch ein Kreuzfedergelenk und die geradlinig verschiebbare Lagerung des anderen Tastarmes bzw. Meßtasters durch ein Federparallelogramm vermittelt.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird der Vorteil erzielt, daß ringförmige Werkstücke mit unterschiedlichem Außendurchmesser auch bei Bearbeitungsmaschinen bearbeitet werden können, bei denen das Werkstück nicht im Mittelpunkt eingespannt ist, sondern auf festen Schuhen oder Kufen des Maschinengestells aufliegt und trotzdem stets das gleiche Innendurchmessermaß erzielt wird, wobei zur Messung nur ein einziger in die Bohrung des Werk stückes eingeführter Meßtaster erforderlich ist, so daß die Meßvorrichtung auch bei kleinen Bohrungen mit geringem Platz verwendbar ist Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
Auf einer Grundplattel ist ein Federparallelogramm 2 befestigt, an dessen beweglichem vorderem Teil 3 ein Tastarm 4 angeordnet ist, der eine Tastspitze 5 aufweist. Der bewegliche Teil 3 des Federparallelogramms 2 ist mit einem Durchbruch 6 versehen, durch den ein um die Achse 7 drehbarer Tastarm 8 hindurchragt. Der obere Teil 9 des beweglichen Teiles 3 des Federparallelogramms 2 ist durchbohrt und nimmt einen Feintaster 10 auf, dessen Tastspitze 11 mit dem Tastarm 8 im Punkt 12 zusammenwirkt.
Denkt man sich durch die Tastspitze 5 des Tastarmes 4 eine Linie in der Bewegungsrichtung des Federparallelogramms 2 gezogen, so trifft sie den Tastarm 8 im Punkt 13. Die Abmessungen des Tastarmes 8 sind so gewählt, daß sich der Abstand der Drehachse 7 vom Punkt 12 zum Abstand der Achse 7 vom Punkt 13 wie 1:2 verhält. Durch den Feintaster 10 wird die Lage des beweglichen Teiles 3 des Federparallelogramms 2 zum Tastarm 8 festgestellt. Der Feintaster kann mechanisch, elektrisch, elektronisch, optisch oder pneumatisch arbeiten, der bewegliche Teil3 des Federparallelogramms 2 und der Tastarm 8 sind durch die Federn 14 und 15 belastet.
Die Vorrichtung ist am Bett 16 einer Bohrungsschleifmaschine befestigt. Das Werkstück 17 liegt auf dem unbeweglichen Schuh 18 und dem Schuh 19 auf, welcher in der in der Zeichnung durch Pfeile gekennzeichneten Richtung verstellbar ist, um sich einem geänderten Außenumfang des Werkstückes anzupassen, d. h. dessen mittige Lage zu der Verbindungslinie von Auflagepunkt 13 und Tastspitze 5 in jedem Fall zu gewährleisten. Die axiale Fixierung und der Antrieb des rotierenden Werkstückes 17 erfolgen durch ein Magnetspannfutter 20. Die Schleifscheibe 21 bearbeitet die Innenfläche 22 des Werkstückes 17. Die Tastspitze 5 berührt die Bohrungsfläche 22, der Tastarm 8 liegt im Punkt 13 auf der äußeren Umfangfläche 23 des Werkstückes 17 auf.
Die geradlinige Verschiebbarkeit des Armes 3 des Federparallelogramms 2 ist durch die von Klemmplatten 26 bzw. 27 umschlossenen oberen Blatt- federn 24 und unteren Blattfedern 25 gegeben, an denen der Arm3 mit seinem oberen bzw. unteren Ende befestigt ist und die spiel- sowie verschleißfreie Scharniere des Federparallelogramms darstellen.
Durch die Schleifbearbeitung wird der Innendurchmesser 22 des Werkstückes 17 vergrößert, so daß sich der bewegliche Teil 3 des Federparallelogramms 2 mit der Tastspitze 5 nach unten bewegt.
Dadurch wird die Tastspitze 11 des Feintasters 10 nach oben verschoben und löst bei Erreichung des gewünschten Innendurchmessermaßes ein Steuersignal aus, das den Schleifvorgang beendet. Bearbeitet man nun ein ringförmiges Werkstück 17, dessen Außendurchmesser um A d größer ist als bei dem vorher bearbeiteten Werkstück, so verschiebt sich der Auflagepunkt 13 des Tastarmes 8 um dd nach oben, der Punkt 12 jedoch infolge des Hebelverhältnisses des Armes 8 von 1: 2 nur um 2d . Da das Steuersignal immer dann gegeben wird, wenn der Punkt 12 des Tastarmes 8 bzw. die Tastspitze 11 der Meßuhr und der bewegliche Teil des Federparallelogramms 2 die gleiche Lage zueinander einnehmen, erfolgt diesmal das Steuersignal erst dann, wenn auch der bewegliche Teil des Federparallelogramms 2 Ad um den Betrag 2 weiter oben steht. Das ist aber dann der Fall, wenn der Innendurchmesser des Werkstückes die gleiche Größe hat wie bei dem vorhergehend bearbeiteten Werkstück. Der gleiche Vorgang mit umgekehrtem Vorzeichen spielt sich bei der Bearbeitung eines Werkstückes mit einem um dd kleineren Außendurchmesser ab. Damit der an den Kontaktstellen der Tastarme mit dem Werkstück auftretende unvermeidliche Verschleiß nicht zu Meßfehlern führt, werden zweckmäßigerweise die Kontaktstellen so ausgebildet, daß der Verschleiß des den Außenumfang 23 des Werkstückes berührenden Tastarmes 8 doppelt so groß ist wie derjenige des die Bohrung 22 berührten Tastarmes 4.
Patentansprüche: 1. Meßvorrichtung zum Messen von Innendurchmessern an ringförmigen Werkstücken, insbesondere zur Fühlermeßsteuerung von Bearbeitungsmaschinen, z. B. Schuhschleifmaschinen, bei denen ein zu bearbeitendes ringförmiges Werkstück mit seinem Außenumfang auf mindestens einem festen Schuh des Maschinengestells aufliegt, während das Werkzeug in die Bohrung des Werkstückes eingreift, wobei zwei bewegliche Meßtaster vorgesehen sind, von denen ein den Innendurchmesser des Werkstückes abtastender Taster bei Erreichen des gewünschten Innendurchmessermaßes die Bearbeitungsmaschine selbsttätig steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der den Innendurchmesser (22) des Werkstückes (17) abgreifende Meßtaster (4, 5) über einen beweglichen Arm (3) eines Federparallelogramms (2) auf ein Feinmeßgerät (10) einwirkt, dessen Tastspitze (11) auf einem drehbar gelagerten Tastarm (8) ruht, dessen freies Ende der Tastspitze (5) diametral gegenüberliegend am Außenumfang (23) des Werkstückes (17) aufliegt.

Claims

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffstelle (12) der Tastspitze (11) am Tastarm (8) in der Mitte zwischen der Lagerachse (7) und dem Auflagepunkt (13) des drehbaren Tastarmes (8) angeordnet ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Lagerung - des Testarmes (8) durch ein Kreuzfedergelenkt und die geradlinig verschiebbare Lage- rung des Meßtasters (4, 5) durch ein Federparallelogramm (2) vermittelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 492 048, 641 143; österreichische Patentschrift Nr. 201 874; USA.-Patentschriften Nr. 2923 106, 2962840.