DE2356636A1

DE2356636A1 - Innenmessgeraet mit beweglichen armen und direkt beruehrenden fuehlern

Info

Publication number: DE2356636A1
Application number: DE2356636A
Authority: DE
Inventors: Mario Possati
Original assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Current assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Priority date: 1972-11-13
Filing date: 1973-11-13
Publication date: 1974-05-16
Also published as: GB1455298A; FR2206490B1; SE391142B; CH561408A5; JPS49135289A; IT969109B; US3909950A; FR2206490A1

Description

Finike Italiana Marposs
j

[Soc. In Accoinandita Semplice di

!Mario Possati & C. i

j Via Saliceto, 13

I4oolo Bentivoglio (Bologna)

8 München % ftfozartssra·· 2S

Telefon 5380586

5. Oktober 19 73 ^ Anwaltsakte M-2827

.'Innenmeßgerät mit beweglichen Armen· und direkt berührenden Fühlern,

Erfindung betrifft ein Innenmeßgerät mit beweglichen Armen und idirekt berührenden Fühlern zur Messung der Abmaße mechanischer Werk-

stücke bei deren Bearbeitung auf Werkzeusmaschinen.

Insbesondere ist die Erfindung auf den mechanischen Schutz eines j elektronischen !Comparators in Verbindung mit Schleifmaschinen ge- i richtet, der für die Messung von Bohrungen kleinen Durchmessers 'während der Bearbeitung derselben auf einer Schleifmaschine geeignet ist, bei der das Schleifwerkzeug und der Komparior eine hin- und hergehende Bewegung ausführen und von verschiedenen Seiten in die Bohrung eingeführt werden.

Das Ausmessen der Abmaße von Bohrungen, die auf Schleifmaschinen bearbeitet werden, wurde in der Vergangenheit mit Innengrenzlehren

409820/0938

! wie z.B. Vorrichtungsanschlaglehren durchgeführt, die periodisch ■ in die Bohrung eingebracht wurden. Bei Erreichung des Gutna-Les j konnte die Innenmeßlehre in die Bohrung eingeführt werden und im selben Augenblick wurde der Eearbeitungsvorgang unterbrochen.

I Es ist klar, daß bei-Verwendung von Vorrichtungsanschlaglehren verschiedene Phasen des Bearbeitungsganges nicht überprüft"werden können. Weiterhin ist bei dieser Meßtechnik als liachteil anzusehen, daß das Meßverfahren eine geringe Genauigkeit aufweist und aa.16 verschiedene Meßdorne für verschiedene Endmaße der Bohrungen verwendet werden müssen.

Andere bekannte Komparator-iießgeräte sind mit beweglichen Armen ,ausgerüstet, die mechanische Fühler tragen und Lagemeßwanülern zugeordnet sind, die elektronische Ausgangssignale erzeugen können. Die Meßwandler sind in Meßköpfen mit Öffnungen angeoranst, durch welche die beweglichen Arme herausragen. Um eine Abdichtung des rießkopfes zu erreichen, sind die öffnungen durch flexible elastische Dichtungen verschlossen, die eine Bewegung der beweglichen Arme zulassen.

Die beweglichen Arme werden zusammen mit dem Schleifwerkzeug in die aus zumessende Bohrung eingeführt, so da.3 diese wahrend ihres Bearbeitungsganges ausgemessen wird. Die Fühler überprüfen üblicherweise einen Durchmesser, der in einer Axiaiebene aes VJerkstückes unter einem rechten Winkel bezüglich.aer Axialebene liegt > die sich durch die das Schleifwerkzeug berührende Erzeugende

.. _. 4Q9820/0938 - ³ -

8AD ORIGINAL

erstreckt.

Die ijachteile dieser zweiten bekannten Tecnnik sind darin zu sehen, daß sie bei Bohrungen kleinen Durchmessers nicht verwendet werden kann, deren Volumen es unmöglich macht, daä das Schleifwerlc^zeug j Und die Fahler gleichzeitig in der 3onrun£ vorhanden sind. Weiterhin sind die beweglichen Arae und die Fauler Stoßen des Schleifwerk- j ueuges ausgesetzt und können in gefährlichem Ausmaß beschädigt wer-j aen₃ wenn das Schleifwerkzeug selbst zerplatzt.

ir-ei einer weiteren Anwendungsweise des elektronischen !"Comparators , auf die sica die Lrfindung insbesondere richtet, ist eine hin- und hergehende Bewegung des Schleifwerkzeuges in der Bohrung vorgesehen j die mit der Bewegung eines !Comparators synchronisiert ist., .dessen bewegliche Arme an dem Ende in die Bohrung eingeführt werden, das dem Ende gegenüberliegt, durch welches das Schleifwerkzeug in die Bohrung eingeführt wird. ^;

Üblicherweise wird das Schleifwerkzeug periodisch aus der Bohrung ; herausgeführt, während die Fühler zur gleichen Zeit zur Ausmessung' der Bohrungsabmäße in ciiese eingeführt werden. Um allzu lange Unterbrechungen des Bearbeitungsganges zu vermeiden, ist es wünschenswert, daß die Fühler stets nur einen kleinen Abstand von der Stirnfläche des Schleifwerkzeuges aufweisen. Bei dieser Anwendungsweise j pesteht die Gefahr, daß das Meßgerät infolge eines frontalen Auf- ! Setzens der Deweglichen Arme auf der nicht abtragenden Fläche des

- q -409820/0931

SAD

Schleifwerkzeuges beschädigt oder zerstört wird₉ wenn zwischen der Bewegung des Schleifwerkzeuges und des Meßgerätes keine vollkommene Gleichgängigkeit aufrecht erhalten wird.

Die Ungleichgängxgkext kann (neben anderen Ursachen) z.B. durch die beträchtliche Differenz zwischen den Massen der Stützelemente des
Werkzeuges und des Meßgerätes und die Unterschiede in den Belastungen und Spannungen hervorgerufen werden, denen diese Stutζelemente ausgesetzt sind.

Eine falsche Positionierung des Werkstückes in der Lade- oder Ent-ί :ladephase kann zu Stößen der beweglichen Arme gegen das Werkstück
und damit zur Beschädigung des Meßgerätes führen.

Auch kann das Meßgerät infolge von Zerplatzerscheinungen am Schleifwerkzeug beschädigt werden, die durch strukturelle Defekte des
Schleifwerkzeuges selbst oder durch solche Defekte hervorgerufen | werden, die z.B. bei einem unerwarteten Aufsetzen des Schleifwerk-'

ι 'zeuges auf dem Werkstück ausgelöst werden. :

Wegen der hohen Drehzahlen des Schleifwerkzeuges und des Werkstückes können Bruchstücke des Schleifwerkzeuges nach dem Zerplatzen mit ^: einer extrem hohen Energie auf die beweglichen Arme des Meßgerätes! auftreffen und sie in entsprechendem Maße beschädigen.

Am häufigsten und am gefährlichsten von den bei einem Bruch des

409 820/0938 - ⁵ -

Schleifwerkzeugs auftretenden Gefahren sind aber die Rißbildungen ι in den Dichtungen des Heiogerätekopf es. Durch die Risse kann die
Kühlflüssigkeit,die allgemein beim Schleifbetrieb verwendet wird, in den Gerätekopf eintreten und Rostansatz, Kurzschlüsse und so

i weiter hervorrufen.

I -

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Innenmeß-I gerät der vorstehend genannten Art zu schaffen, bei dem das Meßge-I rät während der Bearbeitung und der Messung mechanisch geschützt : ist. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, wird dieser mechanische Schutz bei solchen Schleifmaschinen angestrebt, bei denen das; Schleifwerkzeug und das Meßgerät hin- und herbewegt werden und vonj

verschiedenen Enden her in die auszumessende Bohrung eingeführt
werden. j

Dabei wird angestrebt, daß durch die Bereitstellung eines mechani-j sehen Schutzes die normale Strömung der beim Schleifen verwendeter

Kühlflüssigkeit nicht behindert wird. Auch soll vermieden werden,
j
■ daß in der Nähe der beweglichen Arme und der Fühler des Meßgerä-

tes ein Zusetzen oder Absetzen von Material aus der Kühlflüssigkeit erfolgt. Auch soll der aufzubauende mechanische Schutz eine
leichte und schnelle Durchführung der Justierarbeiten an den Meßelementen des Meßgerätes ermöglichen₃ wie sie z.B. bei der mecha-j nischen Nullstellung an Urstücken durchgeführt werden müssen.

Das erfindungsgemäße Innenmeßgerät ist dadurch gekennzeichnet, dajf>

409 820/0930 ~ * " „; ^

'^-nlQJÜAL

eine Schutzeinrichtung vorgesehen ist, die aus einen dem Werkzeug der i'Jerk zeugmas chine zugewandten frontalen ersten Schutzfaereicn 'unci einem seitlichen zweiten Schutzbereich besteht, und in den Schutzbereichen öffnungen für den Durchgang der Fühler, für den Durchfluß von Kühlflüssigkeit während des Betriebs bzv/. für die mechanische Einstellung der oeweglichen Arme vorgesenen sind.

Die Unteransprüche richten sich auf xveitere Ausgestaltungen dieses Erfindungsgedankens.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren in bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieoen werden. In den Figuren sind gleiche oder gleichwertige Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Vergleicnbare Teile, die in ihrer Ausbildung aber zu sehr voneinander abweichen, sind mit einem Apostroph versenen. Es zeigt

Fig. 1 eine zum Teil als Schnitt, zum Teil als Aufsicht ausgeführte Darstellung an einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung, wobei der Schnitt längs der Linie I-I in der Fig. 3 geführt ist;

Fig. 2 ' eine Aufsicht auf die Schutzeinrichtung gemäß Fig. 1;

'Fig. 3 eine Seitenansicht der Schutseinrichtung gemäß Fig. 1 ■ und 2, die zum Teil als Schnitt längs der Linie III-III

in Fig. 1 dargestellt ist;

409820/0938 _BAD

3566

Fig. 4· eine Aufsicht auf die in den Figuren 1 bis 3 darge-

^: stellte Schutzeinrichtung, die mit dem Kopf des Innen-

Meßgerätes verbunden ist;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Phase des Schlei- _; fens einer Bohrung mit Hilfe eines Schleifwerkzeuges und des in der Fig. U- dargestellten Innenineß gerät es;

Fig. 6 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen InnenmeSgerätes, das beim Einstechschleifen einer Bohrung benutzt werden kann.

In den Figuren 1,2 und 3 ist eine Ausführungsform der Schutzeinrichtung 1 dargestellt. Zu dieser Schutzeinrichtung gehört ein

■frontales Schutzelement in Form einer Platte2, die aus einem sehr harten und wxderstandsfähigen Werkstoff hergestellt ist. Des weiteiren gehören zu der Schutzeinrichtung zwei seitliche Schutzelemente

3, die symmetrisch bezüglich der Längsachse der Schutzeinrichtung angeordnet sind und sich in Richtung auf die Platte 2 zu verjüngen.

!Vorzugsweise ist die Platte 2 auf einem Stützglied 4 befestigt. ■Das Stützglied H ist aus einem zylindrischen Körper 7 hergestellt, ider mit Nuten 5 und 6 versehen worden ist, die vorzugsweise einander gegenüberliegen. Die Nuten 5,6 sind an ihrem Grunde flach aus- \ gebildet, aber gegenüber der Längsachse der Schutzeinrichtung 1 •geneigt. Das Stützglied 4 ist über einarider gegenüberstehende Ver^J bindungsabschnitte 8 und 9, welche eine konisch ausgebildete Außen-

409 8 20/093 8 -8-

•fläche besitzen, mit Zwischenabschnitten Io bzw. 11 verbunden, de-! ren Außenfläche zylindrisch ausgebildet ist.

Die Zwischenabschnitte Io und 11 sind ihrerseits über einander gegenüberstehende Verbindungsabschnitte 12₉13, deren Außenfläche konisch ausgebildet ist, mit Abschnitten 14- bzw. 15 verbunden, deren Außenfläche zylindrisch ausgebildet ist»

In den Abschnitten 14 und 15 sind öffnungen IG bzw. 17 ausgebildet, die die Durchfünrung von Einstellarbeiten an den beweglichen Ariden des Heßgerätes ermo-jlicnen, wie es weiter unteA Deschrieoen wird.

Zu den Abschnitten 14 und 15 gehören auch Basiseler.iente 13 ^zw. 19, in denen bohrungen 2o bzw. 21 ausgebildet sind, die der Befestigung der Schutzeinrichtung 1 an dem Kopf 27 des Meßgerätes 2 2 dienen, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist. Die Verbindung wird mit Hilfe von Schraubbolzen 23 und 24- aufgebaut, die in entsprechende Gewindeblöcke 25 und 26 eingeschraubt werden, v?elche Gewinaeblöcke einstückig rait dem Kopf 27 des Meßgerätes 22 ausgebildet sind.

Aus dem Kopf 27 strecken sich zwei bewegliche Arme heraus, von

eine

denen in der Fig. 4 nur der'Arm 28 sichtbar ist. Die beweglichen Arme tragen an ihren Enden Fühler 29, die die Oberfläche' des auszumessenden Werkstückes berühren können. Die beweglichen Arme sind mit Hilfe mechanischer Einstelleinrichtungen 3o am Meßkopf 2 7 befestigt. Diese Einstelleinrichtungen 3o sind an sicn bekannt.

_ 3 _ 409820/0938

SAD

^!Der Kopf 2 7 kann insbesondere der ,Kopf eines elektronischen Komparätor-I-leßgerätes sein, zu dem induktive Lagerneßwandler gehören.

.Bei der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird das zu schleit fende WerKStück 31 in bekannter, aber nicht genauer dargestellter Weise durch eixien Arbeitskopf 32 abgestützt, der das Werkstück in Drehung versetzen kann. Das Meßgerät 22 und die ihm zugeordnete

Schutzeinrichtung 1 sind in dem Arbeitskopf 3 2 angeordnet. Auch j

fließt das Kühlmittel 3 3 durch den Arbeitskopf. Auf der von dem Arbeitskopf abgewandten Seite des Werkstückes 31 ist die das Schleifx^erkzeug 35 tragende Werkzeugspindel 34 angeordnet. Das Schleifwerkzeug 35 und. die beweglichen Arme 28 des Innenmeßgerätes sind in ihrer hin- und hergehenden Bewegung synchronisiert, wie es die :Pfeile in der fig» 5 darstellen. Während das Arbeitsende des Innen-'meßgerätes auf der einen Seite des Werkstückes eingeführt wird, wird auf der anderen Seite das Schleifwerkzeug 35 aus dem Werkstück '31 herausgezogen. Wenn die beweglichen Arme von dem Werkstück 31 freikommen, können sie in bekannter Weise aufeinander zu bewegt werden, um Aufsetzstöße beim anschließenden erneuten Einführen in die Bohrung des Werkstückes 31 zu vermeiden.

Wie bereits ausgeführt wurde, sind bei Benutzung der vorstehend ber schriebenen Schutseinrichtung Ϊ die häufigen Brüche oder Beschädigungen der nicht sichtbaren Dichtungen des Kopfes 27' der bewegli- ,

chen Arme 28 unc der Fühler 29 nicht mehr möglich, die üblicherweif-

se bei den nicht mit einer Schutzeinrichtung versehenenen Meßgerä-j ■ . " werden _si

ten auftreten. Es wird angenommen, daß derartige Brüche vermieden^ '

40982 0/0938 ftAD ORIGINAL

Weil die Platts 2 Schutz ^egsn ein Aufstoßen auf das Gcnleifwerkseug 35 oder auf das Werkstück 31 bietet und weil ciie Platte 2 zusammen mit aen seitlichen Schutzelenienten 3 Schutz ge^en die Bruchstücke bieten, die bei Brüchen des Schleifwerkzeugs 35 entstehen.

Andererseits behindert aber die erfindurigsgemä&e Schutzeinrichtung : die Strömung der Kühlflüssigkeit in keiner· Weise, wie aus de.n Fi.yi, 2 und M- ablesbar ist=,.

DidLnden der oeweglichen Arme, wie a.ä. des Arms 2S₅ sitzen in aen Nuten b und ö ein. Die Tiefe der iiuten nLiunt in Ströraungsrichtung der¹ Küülf lüssigkeit au. Es wurde beobachtet ₅ α aß ein Absetzen in den ilu'cen δ und 6 und auf aen bewegliehen Armen auf diese VJeise ver 5?.ieder> wird»

Die mechanischen Einstelleinrichtungen 3o_? die für die Durcnführung der· mechanischen Grobeinstellung 2 8 vorgesehen sind₅ sind leicht zugänglich und die Schutzeinrichtung braucht für die Grob ein st «II/. -.licht vom Kopf 2 7 des Meßgerätes entfernt zu werden. Weiterhin sind die beweglichen Arme üblicherweise mit Elementen für die meahar-,ischs Feineinstellung versehen. Diese in den Figuren nicht derse3teUten Elemente sind durch die öffnungen 16 und 17 leicht zu=

Ss ist klar, daß der Aufbau und die Foriiigebung des¹ Schutzeinrichtung ein j insbesondere was die frontalen und seitlichen ScIiutzeleEinxe anbetrifft, die Mittel fth? eis .Veroindung der ScrEUtzeJ.vir-ichtun;^ mit

^ ,, « L j i U „ _ώ ,=

dem Kopf 27 und die Einstellöffnungen abgewandelt und an die ver- ! schiedenen Schleifwerkzeuge und zu bearbeitenden Werkstücke ange- ! paßt werden können, ohne'daß die Grundidee der Erfindung verlassen wrrd. I

Z. B₀ ist in der Fig» δ eine Anordnung mit einem elektronischen Korn-»·

! parator-heßgerät 22 dargestellt, das auch unter die Erfindung- fällt₄ Das Meßgerät dient hier der Durchführung von Messungen beim Ein- ι stechschleifen.

Das Schleifwerkzeug 35 weist hier eine größere Länge als die zu schleifende Bohrung auf und die Bohrung wird stetig und ohne Unterbrechung geschliffen. Die beweglichen Arme 28' des Meßgerätes rageiji über die Schutzeinrichtung 1 vor und werden in die Bohrung de.s -Werkstückes 31 auf der von der Werkzeugspindel 3Λ abgewandten Seite eingeführt= ' ,;

Eine Berührung zwischen dem Schleifwerkzeug 35 und dem Werkstück 31 findet in Übereinstimmung mit der Erzeugenden statt, die in der j Fig. 6 durch X-X gekennzeichnet,ist. Bei dieser Ausfuhrungsform >

sind die Fühler 29 und ein Teil der beweglichen Arme 28' zwar Ge- i ■fahren ausgesetzt, jedoch werden die Dichtungen des Kopfes 27 in wirksamer Weise geschützt.

409820/09§8 ^8AD

Claims

Patentanwälte <

Dr. Ing. H. Negendank |

DIpI. Ing. H. Haudc - Dipl Phy». W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. VV. Wehnert j

8 München 2, Mozartstrafie 25 |

Telefon 5380586 \

FiniKe Italiana Harposs I

Soc. In Accomandita Semplice di |

Mario Possati & C. 5. Oktober 19 7 3 ;

Anwaltsakte M-28 27 j

Patentansprüche

1.J Innenmeßgerät mit beweglichen Armen und direkt berührenden

Fühlern zur Messung der Abmaße mechanischer Werkstücke bei deren Bearbeitung auf werkzeugmaschinen _f insbesondere Schleifmaschinen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Schutzeinrichtung (1) vorgesehen ist, die aus einem dem Warkzeug (35) der Werkzeugmaschine zugewandten frontalen ersten Schutzbereich (2) und einem seitlichen zweiten Schutzbereich (3) besteht, und in den Schutzbereichen Öffnungen (5,6,16,17) für den
Durchgang der Fühler (28) für den Durchfluß von Kühlflüssigkeit
während des Betriebs bzw. für die mechanische Einstellung der

beweglichen Arme (28) vorgesehen sind.

, I

2. Innenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Schutzabschnitt eine Platte (2) aus sehr hartem und wider* standsfähigem Werkstoff aufweist, die an einem mit Hüten (5,6)
versehenen Stützglied (4) befestigt ist und die Muten (M-,5) des
Stüt-zgliedes die Enden der beweglichen Arme (28) aufnehmen können. .

409820/09 3 8 - 13 -

3. Innenmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch.gekennzeichnet,

ί daß die Nuten (5,6) an ihrem Grunde flach ausgebildet und gegen

j über der Längsachse der Schutzeinrichtung (1) geneigt sind der-

' art, daß die Tiefe der Nuten'in Richtung der Strömung der Kühlflüssigkeit (33) abnimmt.

4. Innenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn-

. zeichnet, daß der zweite Schutzabschnitt zwei(2) symmetrisch
zur Längsachse der Schutzeinrichtung (1) angeordnete seitliche
Schutzelemente(3,3)aufweist, die'mit dem mit den Nuten (5,6)
versehenen Stützglied (4) verbunden sind.und daß die beiden
seitlichen Stützelemente (3,3) sich in Richtung auf das Stützglied (4) hin verjüngen. ' j

i5. Innenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn-; }' zeichnet, daß die beiden seitlichen Schutzelemente (3,3) über
j Basiselemente (18,19) für die Verbindung der Schutzeinrichtung-(1) mit dem Grundkörper (27) des Meßgerätes^ (22) verbunden sindl

6. Innenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 Ü.s 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schutzelemente (3,3) mit Öffnungen! für die Feineinstellung der beweglichen Arme (28) versehen sind,·

7. Innenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn-j

zeichnet, daß die beiden beweglichen Arme durch den Raum zwi-, j

ί sehen den beiden seitlichen Schutzelementen (3,3) hindurch zu- j

' ^anglich sind,um eine Grobeinstellung der beweglichen Arme zu j ermöglichen. 4 098 20/0938

Leerse § t e