DE3132251A1 - Vorrichtung zur feststellung der gegenseitigen ausrichtung von teilen - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-ing. C u rt Wai! ach

. Günther Koch . Dr.Tino Haibach / Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 15. August 1 981
Unser Zeichen] γ 272 - Fk/Vi

BRITISH AEROSPACE PUBLIC LIMITED COMPANY
100 Pall Mall

C- London SW1Y, 5HR

England

Vorrichtung zur Feststellung der gegenseitigen Ausrichtung

von Teilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feststellung dor gegenseitigen Ausrichtung von Teilen mit einem ersten Bauteil mit einer ersten Achse und einem zweiten Bauteil mit einer zifeiten Achse, wobei irgendeine Fehlausrichtung der beiden Achsen bei allgemein mit axialem Abstand voneinander angeordneten Bauteilen darzustellen ist ο

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Ausrichtung eines Werkzeuges für eine maschinelle Bearbeitung gegenüber einem Werkstück„

In den Fällen, in denen beispielsweise ein Werkzeug zur maschinellen Bearbeitung, wie beispielsweise ein Bohrer, eine in ihrer Lage genau festgelegte Bohrung in der Oberfläche eines Werkstückes bilden soll, ist es üblich, die maschinelle Bearbeitung von dieser Oberfläche aus zu beginnen., Wenn diese Oberfläche jedoch so gelegen ist, daß sie für den Bohrer unzugänglich ist, so muß die Bohrung von einer gegenüberliegenden Oberfläche des Werkstückes aus begonnen werden, wobei es schwierig ist, sicherzustellen, daß die auf diese Weise gebildete Bohrung mit der gewünschten Position auf der Werkstückoberfläche ausgerichtet ist, damit der Bohrer genau an der gewünschten Position durchbricht (wenn ein Durchbrechen erforderlich ist) ο

Derartige Probleme ergeben sich beispielsweise dann, wenn ein Luftfahrzeug-Tragflächenteil 5 das eine erhebliche Stärke aufweisen und aus verschiedenen Materialschichten

aufgebaut sein kann, Bohrungen erfordert, die genau bezüglich innerer Teile in ihrer Lage festgelegt werden müssen. Wenn das Bohren aufgrund des geringen zur Verfugung stehenden Raumes nicht von der Innenseite der Tragfläche aus begonnen werden kann, so muß die Bohrung von der Außenseite begonnen werden, was entsprechende Probleme ergibt, wie sichergestellt werden kann, daß die Bohrung an genau definierten Positionen des inneren Oberflächenteils austritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine derartige Ausrichtung sowohl im allgemeinen Bereich von Werkzeugmaschinen und Werkstücken als auch im speziellen Bereich des Bohrens von Luftfahrzeug-Tragflächenteilen ermöglicht, wobei das Werkstück eine erhebliche Stärke aufweisen kann und eine Ausrichtung bzw. Fehl ausrichtung einer Bedienungsperson deutlich dargestellt wird.

Liese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Lie erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine genaue Ausrichtung bei geringem Aufwand und einfacher Anwendung, wobei die Vorrichtung sehr leicht transportierbar und beweglich ist.

Weiterhin wird die Ausrichtung selbst bei großen Materialstärken ermöglicht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Bauteil an einer entfernten Seite des Werkstückes an einen Funkt gebracht werden, an dem ein gebohrtes Loch genau ausbrechen muß, während das andere Bauteil beweglich an einer zugänglichen Seite des Werkstückes angebracht werden kann, von der aus das Bohren erfolgen kann= Das letztere Bauteil kann so lange bewegt werden, bis die Vorrichtung anzeigt, daß eine genaue Ausrichtung erreicht wurde»

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung wird die Einrichtung zur Erzeugung des rotierenden Magnetfeldes durch einen rotierenden Permanentmagneten gebildet» In diesem Fall wird der Magnet so angeordnet, daß seine Nord- und Südpolbereiche symmetrisch für eine Drehung um die Achse des ersten Bauteils angeordnet sindο

Alternativ kann diese Einrichtung zur Erzeugung des rotierenden Magnetfeldes durch eine stationäre mehrpolige elektromagnetische Einrichtung mit Mehrphasen-Wicklungen gebildet werden.,

In jedem Fall weist das erzeugte Signal die Form einer Wechselspannung mit sich verringernder Amplitude bei sich verringernder Fehlausrichtung der Achsen auf»

Dieses Signal wird in einer Wicklung einer Spule mit relativ kleinem Durchmesser erzeugte

Die Anzeigeeinrichtungen können vorzugsweise Signalauflöseeinrichtungen und Darstellungseinrichtungen derart einschließen, daß jede Fehlausrichtung der Achsen als Kreis= ring dargestellt wird, dessen Größe bei abnehmender

Fehlausrichtung abnimmt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Werkstückes,· in diesem Pail eines plattenförmigen Materials, an dem die Bauteile der Ausführungsform der Vorrichtung angebracht sind,

]?ig. 2 eine ähnliche Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 3 eine Ansicht in Sichtung des Pfeils III nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Schaltbild einer elektrischen Schaltung, die mit der Ausführungsform nach Fig. 2 verbunden ist,

Fig. 5 eine Ansicht eines Teils einer abgeänderten Ausführungsform der· Vorrichtung zusammen mit einem Schaltbild der zugehörigen elektrischen Schaltungen,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Lehre zur Erleichterung der Ausrichtung der Bauteile der Vorrichtung, die ein nachfolgendes Bohren an einer genau ausgerichteten Position ermöglicht,

3-13225

Pig«, 7 eine Ansicht der Lehre, teilweise im Schnitt entlang der Linie VII-VII nach Figo 6,

Fig_e 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII nach Figo 6₉

Fig» 9 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X nach Fig«, G₅,

Die in Fig«, 1 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung zur Feststellung einer Ausrichtung schließt ein erstes Bauteil 1 und ein zweites Bauteil 2 ein, und diese Bauteile können auf gegenüberliegenden Seiten eines Werkstückes 3 angeordnet werden₉ in diesem Fall mehrere Platten aus zusammengesetztem Eohlenstoffasermaterial»

Das erste Bauteil 1 schließt Einrichtungen zur Erzeugung eines rotierenden Magnetfeldes ein, wobei die Drehung um eine Achse A-A erfolgt«, Das Magnetfeld erstreckt sich gemäß der Zeichnung nach unten in Richtung auf das Werkstück,, Das zweite Bauteil 2 schließt auf das rotierende Magnetfeld ansprechende Einrichtungen ein_s die symmetrisch zu einer Achse A'~A' angeordnet sind» Diese letztere Achse A¹-A' und die Achse-A-A können mit Hilfe von Relativbewegungen der Bauteile miteinander ausgerichtet werden ο

In den Fig_e 2 und 3» 3-& denen eine Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt ist, schließt das erste Bauteil einen hufeisenförmigen Permanentmagneten 4 mit Polbereichen 5 und 6 ein, die symmetrisch zur Achse A-A

\J I \J £- £- \J i

angeordnet sind. Der Magnet 4- wird um die Achse A-A mit Hilfe eines Elektromotors 7 in Drehung versetzt, der in einem Gehäuse 8 gehaltert ist. Der Magnet 4- ist in geeigneter Weise an einer Welle 7a gehaltert, die von dem Motor 7 vorspringt.

Eine zylindrische Hülse 9 aus Nicht-Eisenmaterial ist von dem Gehäuse 8 gehaltert. Der Magnet 4- liegt innerhalb dieser Hülse 9 und die Hülse selbst erstreckt sich unter die Höhenlage des Magneten gemäß der Zeichnung nach unten auf das Werkstück, so daß die Ausrichtung der Achs,e A-A senkrecht zur örtlichen Oberfläche des Werkstückes erleichtert wird. Gemäß der Zeichnung ist diese örtliche Oberfläche eben dargestellt, sie könnte jedoch natürlich auch irgendeine Form aufweisen, und wenn dies im wesentlichen der Fall ist, könnte die Werkstückberührungskante der Hülse in geeigneter Weise geformt sein, um eine Anpassung an diese örtliche Form zu ermöglichen.

Die Hülse 9 weist für noch zu beschreibende Lagefestlegungszwecke einen Schulterbereich 10 mit Abflachungen 10a auf.

Das zweite Bauteil 2 schließt eine Meßspule 11 ein, die um einen stabförmigen Spulenkörper 12 und symmetrisch um die Achse A¹-A¹ gewickelt ist. Dieses zweite Bauteil kann von Hand gehalten werden, ist jedoch vorzugsweise in der gezeigten senkrechten Position an dem Punkt festgeklemmt, an dem das Durchbrechen des Bohrers erfolgen soll. Bei Verwendung der Klammer wird diese vorzugsweise benachbarte Strukturen zu Lagefestlegungszwecken ausgenutzt.

Ein Wechselspannungssignal wird in der Spule 11 erzeugt, wenn sie innerhalb des rotierenden Magnetfeldes liegt, und dieses Signal wird einer Verstärker- und Integrierschaltung 13 zugeführt j die allgemein in Figo 4- gezeigt ist, und von der doppelte Ausgänge in Form von parallelen Sinus» bzw«, Cosinus-Signalen zu einem Oszilloskop 14 für eine Darstellung an eine Bedienungsperson geliefert werden«

Das Wechselspannungssignal von der Spule 11 kann lediglich verstärkt und auf dem Bildschirm des Oszilloskops als Sinus-Schwingungskurve mit sich verringernder Amplitude dargestellt werden, wenn man sich einer genauen Ausrichtung der Achsen A-A und A¹-A¹ nähert* Bei einer genauen Ausrichtung wird eine geradlinige Linie dargestellte

Eine derartige Sinus-Schwingungsdarstellung ist für eine Bedienungsperson allgemein annehmbar,, doch wurden in der Praxis gewisse Schwierigkeiten "bei der tatsächlichen Ablesung der Anzeige festgestellt, wenn eine genaue Ausrichtung erfolgen soll= Entsprechend wird durch die Schaltung 13 eine verbesserte Darstellung erzeugt_s die nach Ansicht der meisten Bedienungspersonen die Ausrichtung wesentlich erleichtert„ Durch Lieferung des Wechselspannungssignals sowohl in Sinus·= als auch in Cosinus-Form an das Oszilloskop wird eine kreisringförmige Kurve gezeichnet, in diesem Fall ein Kreis„ dessen Durchmesser sich verringert, wenn die Fehlausrichtung verringert wirdο Bei genauer Ausrichtung wird ein unendlich kleiner Kreis dargestellt, der in der Praxis als Spitzenpunkt erscheint.,

Der Elektromotor und der rotierende Magnet des ersten Bauteils können durch eine mehrphasige elektromagnetische Anordnung ersetzt werden, die so betrieben werden kann, daß ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird, obwohl die Anordnung als solche feststeht. Beispielsweise weist bei der Ausführungsform nach Fig. 5 die Wand eines hohlzylindrischen Ferritkerns 101 öffnungen 102 auf, die vier Segmente oder Pole 103 bis 106 bilden, wobei in der Zeichnung der Pol 106 teilweise hinter dem Pol 104 verdeckt ist. Jeder Pol weist eine Wicklung 107 auf. Ein Signal V-siniut, das von einem Sinus-Schwingungsos'zillator 108 erzeugt wird, wird über jeweilige Treiberverstärker 109 den Wicklungen 107 auf zwei gegenüberliegenden Polen 103 und 105 zugeführt, wobei diese Wicklungen gegenphasig verbunden sind, so daß die von diesen jeweiligen Polen erzeugten Magnetfeldkomponenten ebenfalls gegenphasig sind. Das Signal V-sincut wird weiterhin in einem Integrator 110 integriert, um ein Signal V»cosuJt zu erzeugen, das über jeweilige Treiberverstärker 111 den Wicklungen 107 auf den übrigen beiden Polen 104 und 106 zugeführt wird. Die Wicklungen auf den Polen 104 und 106 sind ebenso wie dj.e Wicklungen auf den Polen 103 und 105 so geschaltet, daß sie gegenphasige Magnetfeldkomponenten erzeugen. Das resultierende Feld der vier Magnetfeldkomponenten ist ein zur Kernachse A-A orthogonales Feld, das sich um diese Achse mit einer Drehzahl von cü Radian/s dreht. Diese Drehzahl hängt selbstverständlich von der Frequenz des Oszillators 108 (cj = 2TTf) ab, die beispielsweise 10 kHz betragen könnte und damit weit außerhalb des Bereichs des Netzbrumms liegt.

Es ist zu erkennen, daß verglichen mit dem Fall der

313225

Verwendung eines rotierenden Magneten zur Bildung des rotierenden Magnetfeldes die Ausführungsform nach Pig* 5 in einfacherer Weise eine höhere Drehzahl der Felddrehung ermöglichen kann₂ wobei gleichzeitig irgendwelche Ungenauigkeiten aufgrund von Motor-Lagertoleranzen bei der Ausführungsform mit einem rotierenden Magneten vermieden werden»

Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird die Position der Magnetfeldachse von der gegenüberliegenden Seite des Werkstückes 112 aus mit Hilfe einer Abgriffspule 113 gemessene Weil bei dieser Ausführungsform die Ansteuersignale V-cosut und V°sinoJt zur Verfügung stehen, können sie zweckmäßigerweise in der Abgriffspulen-Signal Verarbeitungsschaltung verwendet werden, um Informationen über die Sichtung abzuleiten, in der die Abgriff spule bewegt werden sollte, um eine Ausrichtung zwischen Äbgriffspule und Kern zu erzielen=,

Wenn die Abgriffspule gegenüber der Achse A-A entlang der gemeinsamen Achse X der V°sinu}t-lTeldkoraponenten von den Polen 103 und 105 verschoben würde, so würde das Abgriffspulensignal mit V°sinoJt gleichphasig sein. Wenn die Spule andererseits gegenüber der Achse A~A entlang der Achse Y der von den Polen 104· und 106 erzeugten V°cosLot-Peldkomponenten verschoben sein würde, so ware das Spulensignal gleichphasig mit V»coscdt oder V°sin(oJt + 90 )o Wenn die Achse daher entsprechend entlang einer dazwischenliegenden Achs© unter einem Winkel θ zur Achse X ausgerichtet ist₉ so ergibt sich ein Abgriffspulensignal von v°sin(ojt -5- ©■)«. Die Amplitude ν des Signals ändert sich mit der Entfernung von der Achse A-Ao

• β

• β β ft .·

Die Abgriffspulen-Signalverarbeitungsschaltung weist eine Vorverstärkerstufe 114- mit schalfbarer Verstärkung und geringem Rauschen zur Verstärkung des Abgriffspulensignals v«sin(oJt + Θ) sowie zwei Analogmultiplizierer 1-15 und 116 auf, die jeweils so geschaltet sind, daß sie das verstärkte Abgriffspulensignal mit einem jeweiligen der Signale V«sincJt und V«cosoJt von der Kerntreiberschaltung multiplizieren. Die Ausgänge der Multiplizierer werden in jeweiligen Filtern 117 und 118 einer Tiefpaßfilterwirkung unterworfen, um zwei Gleichspannungspegel v^ bzw. V2 zu erzeugen, die jeweils die mittleren Zweiweg- ■ gleichgerichteten Werte von va und vb in der folgenden Gleichung darstellen:

v»sin(cüt + Θ) = va-sinwt + vb-cosüjt.

Die Pegel v,, und Tp stellen damit die Cartesischen Koordinaten der Position der Abgriffspule 113 ausschließlich bezüglich des Winkels und bezogen auf die Magnetfeldachsen X und T dar. Die Amplituden von v^, und Tp sind umgekehrt proportional zur Entfernung der Abgriffspulenachse A'-A¹ von der Kernachse A-A.

Anstelle der Multiplizierer 115 und 116 könnten zwei phasenabhängige (nicht gezeigte) Gleichrichter, die durch jeweilige Rechtecksignale gesteuert werden, die von den Kerntreibersignalen V· sin ujt und V-cosoJt abgeleitet werden, zur Gleichrichtung des Signals von der Vorverstärkerstufe -114- vor der Filterung in den Filtern 117 118 verwendet werden.

Um eine Lissajou-Figur auf dem Bildschirm eines

» O β 4

- 'to -.

Oszilloskops 121 wie bei den vorstehend "beschriebenen Ausführungsbeispielen zu erzeugen, werden die Gleichspannungspegel v^ und V₂ jeweils einem von zwei weiteren Analogmultiplizierern 119 und 120 zusammen mit einem jeweiligen der Kerntreibersignale zugeführt, und die Ausgänge der Multiplizierer werden den x- und y-Strahlablenkverstärke rn des Oszilloskops zugeführt» Die resultierende Kurve auf dem Oszilloskop-Bildschirm ist bei fehlender Ausrichtung zwischen der Abgriffspule und dem Kern eine Ellipse, die zu einem kleinen Kreis zusammenschrumpft, wenn die Ausrichtung erzielt ist»

Das erste Bauteil der Vorrichtung kann vollständig von Hand bewegt werden, um die Ausrichtposition zu finden, doch besteht dann für die Bedienungsperson das Problem der Festlegung der Position zur Vorbereitung des Bohrvorganges C

Dies kann am bequemsten unter Verwendung einer Lehre zur Festlegung der Lage des ersten Bauteils erreicht werden, die eine Feineinstellung der Position des ersten Bauteils während des Ausrichtvorganges ermöglicht, wobei diese Lehre weiterhin die Möglichkeit ergibt, die erforderliche Bohrposition derart festzulegen, daß das erste Bauteil von der Lehre entfernt und durch einen geeigneten Bohrer ersetzt werden kann.

Die Fig* 6, 7₉ 8 und 9 zeigen eine derartige Lehre, die einen Schlitten 20 und eine Feineinstellbaugruppe 26 aufweist, die in einem in der Mitte angeordneten herabhängenden Teil des Schlittens untergebracht isto

J I JZZO I

Der Schlitten weist eine allgemein kanalförmige Querschnittsform auf und ist mit Hilfe von vier Saugnäpfen gehaltert, die jeweils an dem Schlitten 20 mit Hilfe eines jeweiligen TJniversalgelenkes 23 befestigt sind. Jeder Saugnapf 21 weist eine Saugeinrichtung auf, die selektiv durch Drehen eines Hebels 22 betätigt werden kann, um den Schlitten an der zu bohrenden Oberfläche zu befestigen. Bei dieser Befestigung wird die untere Oberfläche 24 des in der Mitte angeordneten herabhängenden Teils des Schlittens 20 im wesentlichen parallel zu der zu bohrenden Oberfläche und in geringem Abstand von dieser gehalten. Die Universalgelenke 23. ermöglichen diese Anordnung des Schlittens 20 selbst dann, wenn die zu bohrende Oberfläche eine komplizierte oder zusammengesetzte Krümmung aufweist.

Die vorstehend beschriebene Feineinstellbaugruppe ist in dem in der Mitte liegenden herabhängenden Teil des Schlittens 20 untergebracht und weist zwei Aufgaben auf: Erstens nimmt sie das erste Bauteil oder eine Bohrerhalterung auf, und zweitens ermöglicht sie in einem ersten nicht festgeklemmten Zustand kleine seitliche Bewegungen des ersten Bauteils während der Ausrichtung, während sie in einem zweiten festgeklemmten Zustand die aufgefundene Ausrichtposition festlegt, um das Bohren vorzubereiten. Die Feineinstellbaugruppe weist zwei grundlegende Teile auf:

1. eine Aufnahmebaugruppe zur Aufnahme des ersten Bauteils und

2. eine Klemmbaugruppe zum Festklemmen des Aufnahmeteils

313225

bezüglich der Lehre und damit auch relativ zur zu bohrenden Oberfläche»

Die Aufnahmebaugruppe weist ein zylindrisches Gehäuse 27, das mit vorgegebenem Spiel in eine öffnung 25 des in dei* Mitte angeordneten herabhängenden Teils des Schlittens 20 paßt, sowie zwei einstückig mit dem Gehäuse 27 ausgebildete Lagerflansche 28 auf, die jeweils vorzugsweise die Form eines Sehnensegmentes eines Kreises in Draufsicht aufweisen« Das Gehäuse 27 ist mit einer koaxialen maschinell bearbeiteten Buchse 27a zur Aufnahme der Hülse 9 des ersten Bauteils versehen und die untere Oberfläche 38 des Gehäuses 27 weist drei Gummizapfen 38 auf, die unter gleichen Abständen auf einem bestimmten Teilkreisdurchmesser angeordnet sind und mit der zu bohrenden Oberfläche in Berührung kommen, um sicherzustellen, daß die Bohrachse A-A senkrecht zur zu bohrenden Oberfläche steht»

Die Klemmbaugruppe weist eine Klemmplatte 30 auf, die schwenkbar an ihrem hinteren Ende auf einem halbkugelförmigen Schwenkzapfen 33 gehaltert ist und an ihrem vorderen Ende auf den Planschen 28 der Aufnahmebaugruppe ruht, wobei eine Druckausübungseinrichtung mit der Klemmplatte 30 verbunden ist und eine Klemmhebelbaugruppe 37 einschließt, so daß ein Klemmdruck selektiv ausgeübt werden kann, um die Aufnahmebaugruppe in der vorgegebenen Position zu halten»

Sich nach vorne erstreckende Arme 30a der Klemmplatte weisen ein Spiel aufweisende Bohrungen 35 für den Eingriff von aufrecht stehenden Zapfen 34- der Plansche 28 aufο Die untere Oberfläche der Arme 30a ist bei 30b

O I OZZ. O I

ZO

abgeschrägt, um örtliche Klemmdruckbereiche JOc zu erzielen, die mit der oberen Oberfläche der Flansche 28 in Eingriff kommen.

Die Zapfen 34 stellen sicher, daß dann, wenn die Aufnahmebaugruppe während des Ausrichtvorganges bewegt wird, die Klemmplatte 30 in der gleichen Position relativ zu den Flanschen 28 gehalten wird. Eine Bewegung der Klemmplatte 30 auf dem Schlitten wird durch den halbkugelförmigen Schwenkzapfen 35 ermöglicht, der mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Ausnehmung 42 ausgerichtet ist, die eine längsgerichtete Verschiebung der Klemmplatte 30 sowie eine Winkelbewegung um die Achse des Schwenkzapfens 33 in der horizontalen Ebene innerhalb vorgegebener Toleranzen ermöglicht..

Um diese Bewegung zu ermöglichen und dennoch erforderlichenfalls die Ausübung des Klemmdruckes zu ermöglichen, weist die Klemmplatte einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 40 zur Aufnahme der Befestigung für die Klemmhebelbaugruppe 37 auf. Diese Baugruppe weist einen mit einer ÜTockenflache versehenen Hebel 37a auf, der schwenkbar bei 37b an einer vertikalen Säule 31 befestigt ist, die mit dem Schlitten 20 in Eingriff steht und durch den langgestreckten Schlitz 40 hindurch verläuft. Ein Druck-Bundring 36» der entlang der Säule 31 verschiebbar ist, ist zwischen der Klemmplatte 30 und der Nockenoberfläche 37c des Klemmhebels 37a eingefügt.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Lehre in Verbindung mit der Ausrichtungsvorrichtung beschrieben.

313225]

Zunächst wird das zweite Bauteil 2 an einer Seite des Werkstückes 3 an der gewünschten Position des zu bohrenden Loches angeklemmt» Die Lehre xfird dann an der anderen Seite des Werkstückes derart angebracht, daß die Achse der Buchse 27a angenähert mit der Achse A'-A' des aweiten Bauteils zusammenfällt„ Die Hebel 22 der Saugnäpfe 21 werden dann gedreht, um die Lehre an der Oberfläche ζυ befestigen. Die Hülse 9 des ersten Bauteils 1 wird dann in die Buchse 27a eingesetzt, in der sie einen Gleitsitz aufweist, wobei die Ab flachungen. 10 a der Hülse mit der nach innen gerichteten geradlinigen Oberfläche 28a der Lagerplatten 28 derart ausgerichtet sind, daß sich das erste Bauteil nicht gegenüber dem Aufnahmeteil der Peineinstellbaugruppe drehen kann» Dann wird die Ausrichtungsvorrichtung eingeschaltet, während sich der Klemmhebel 37a in einer Stellung befindet, in der keine Klemmung erfolgt» Die Bedienungsperson kann dann das erste Bauteil über die zu bohrende Oberfläche und innerhalb der Grenzen bewegen_s die durch den Anschlag der radial äußeren Oberfläche des Gehäuses 27 an der inneren Oberfläche der öffnung 25 festgelegt sind» Wenn die Ausrichtung des zweiten Bauteils 2 mit dem ersten Bauteil 1 unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ermittelt wurde, so wird der Hebel 37 in die Klemmposition gedreht« Das Gehäuse 27 ist nunmehr in einer ausgerichteten Position an der zu bohrenden Oberfläche festgelegt» Die Ausrichtvorrichtung kann dann abgeschaltet und von der Lehre entfernt und durch eine Bohrerhalterung ersetzt werden, sobald das zweite Bauteil 2 von der anderen Seite entfernt 'wurde. Der Bohrer ist zxfeckmäßigerweise mit einer zylindrischen Lagefestlegungshülse versehen, die äußerlich identisch zur Hülse 9 des ersten Bauteils ist, jedoch mit

I OZZO I

* O »is,

it

der Ausnahme, daß die Bohrerhülse mit einer Konusflanschverriegelungseinrichtung versehen ist, einem sich verjüngenden Plansch, der in den Schlitzen 4-1 der Lagerplatten 28 angeordnet wird, wobei ein Verdrehen der Hülse den Bohrer an seinem Platz festlegt, so daß sich die stärkere Klemmung ergibt, die für den Bohrvorgang erforderlich ist.

Das Spiel, das zwischen den Teilen der Feineinstellbaugruppe vorgesehen ist, ermöglicht es dem Gehäuse 27, senkrecht zu der zu bohrenden Oberfläche festgeklemmt zu werden, wenn die untere Oberfläche 24- des Schlittens 20 nicht notwendigerweise parallel zu der Oberfläche verläuft. Die Gummizapfen 38 stellen eine korrekte Anlage des Gehäuses 27 an der Oberfläche sicher. Die Gummizapfen

38 können wahlweise durch einen O-Ring ersetzt werden, der in einer konzentrischen Oberfläche in der Lagerfläche

39 eingesetzt ist.

Die beschriebene Lehre ist leicht tragbar und kann an vertikalen, horizontalen und positiv oder negativ geneigten Oberflächen befestigt werden.

Claims (1)

1. 3132251 _oPatentanwälte DjρI₀-Sng. C u rt Wal lach

   ':*.:.,· :I"! . bipü-lng. Qünther Koch D1pK-Phys.Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

   D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d-

   Datum:

   Unser Zeichen: 17 2?? F/N-U

   Pat eat ansprüche

   )Vorrichtung zur Feststellung der gegenseitigen Ausrichtung von Teilen, mit einem ersten Bauteil_xmit einer ersten Achse und einem zweiten Bauteil mit einer zweiten Achse, wobei irgendeine Fehlausrichtung der beiden Achsen bei allgemein in axialem Abstand angeordneten ersten und zweiten Bauteilen dargestellt werden muß, dadurch gekennzeichnet , daß von dem ersten Bauteil (1) gehalterte Einrichtungen (4, 7; 101, 107) zur Erzeugung eines rotierenden Magnetfeldes, das sich um die Achse des ersten Bauteils (1) dreht und sich in Richtung auf das zweit® Bauteil (2) erstreckt, und von dem zweiten Bauteil (2) gehaltert© Einrichtungen (11; 113) vorgesehen sind, die auf das rotierende Magnetfeld ansprechen und ein Signal erzeugen, das zu dem Ausmaß der Fehlausrichtung der beiden Achsen in Beziehung steht, und daß Einrichtungen (13_S 14; 114 bis 120, 121) zur Aufnahm© und zur Anzeige des auf diese Weise erzeugten Signals derart vorgesehen sind, daß irgendeine Fehlausrichtung der beiden Achsen zumindest verringerbar ist»

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

   »*· ββ ο β β < «

   gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung eine Signalauflösungseinrichtung und Darstellungseinrichtungen (14-; 121) derart einschließt, daß irgendeine Fehlausrichtung der Achsen als Kreisring dargestellt ist, dessen Größe bei einer Beseitigung der Fehlausrichtung verringert wird.

   3- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Bauteil (1) einen rotierenden Permanentmagneten (4-) einschließt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Polbereiche (5, 6) des Magneten (4) symmetrisch für eine Drehung um die Achse (A-A) des ersten Bauteils (1) angeordnet sind.

   5- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Bauteil (1) einen mehrpoligen elektromagnetischen Kern (101) mit mehrphasigen Wicklungen (107) zur Erzeugung eines rotierenden Magnetfeldes einschließt, wobei der Kern selbst stationär bleibt.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (101) ein hohlzylindrisches Bauteil bildet, dessen Wand Ausnehmungen (102) aufweist, die sich von einem Ende des Hohlzylinders aus erstrecken, und daß die Wandteile

   zwischen den Ausnehmungen (102) mit jeweiligen Wicklungen (107) versehen sind und die Pole (1OJ Ms 106) des Kerns bilden=

   7ο Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6₅ dadurch g e k ennz e i c h η @ t , daß eine Wechselspannungsversorgungseinrichtung (108 bis 111) mit dem Kern (101) verbunden ist und diesem ein zweiphasiges Wicklungsspeisesignal liefert, dessen Komponenten in Phasenquadratur stehen, daß der Kern (ΙΟΙ) auf dieses Speisesignal anspricht, um das rotierende Magnetfeld zu erzeugen₉ und daß die Anzeigeeinrichtungen Signalauflöse- und FiItereinrichtungen (115 bis 120) einschließen, die mit dem zweiten Bauteil (113) zum Empfang des Ausgangssignals von diesem Bauteil sowie mit der Wechselspannungsversorgungseinrichtung verbunden sind, um die Komponenten des Wicklungsspeisesignals zu empfangen, und daß die Signalauflöse- und Filtereinrichtungen zwei Gleichspannungssignalpegel bilden, die die Amplituden der jeweils aufgelösten Komponenten des Ausgangssignals darstellen^ die gleichphasig zu jeweiligen d©r Wicklungsspeisesignalkomponenten sind«,

   8ο Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil eine Wicklung (113) mit relativ kleinem Durchmesser einschließt»

   9ο Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

   einstellbare Lagefestlegungseinrichtungen (20, 30) für eines (1) der Bauteile (1, 2) vorgesehen sind, daß die Lagefestlegungseinrichtungen Aufnahmeeinrichtungen (27) zur abwechselnden Aufnahme des einen Bauteils (1) oder eines Werkzeugs zur maschinellen Bearbeitung einschließen, daß ein Hauptteil· zur Halterung der Lagefestlegungseinrichtungen vorgesehen ist, daß einstellbare Einrichtungen (21, 22) zur vorübergehenden, jedoch starren Befestigung des Hauptteils an einem Werkstück und Führungseinrichtungen vorgesehen sind, die eine begrenzte Relativbewegung zwischen den Aufnahmeeinrichtungen und dem Hauptteil ermöglichen, und daß Verankerungseinrichtungen zur Verankerung der Aufnahmeeinrichtungen an dem Hauptteil in einer gewünschten Position derart vorgesehen sind, daß das eine Bauteil (1) durch ein Werkzeug zur maschinellen Bearbeitung ersetzt werden kann, ohne daß die gewünschte Position geändert wird.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet , daß die Aufnahmeeinrichtung (27) eine allgemein zylindrische Form mit einer Längsbohrung zur Aufnahme des einen Bauteils (1) oder, eines Werkzeuges zur maschinellen Bearbeitung aufweist und daß die Führungseinrichtung die Form eines Ereisringes in dem Hauptteil aufweist, durch den die Aufnahmeeinrichtung hindurch vorspringt.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Verankerungseinrichtungen eine Klemmplatte (30) mit einem gegabelten

   C ^₁

   Klemmteil einschließen_s υηά daß die Aufnahmeeinrichtung (27) mit Abstand voneinander auf jeder Seite der Längsbohrung angeordnete Schultern (28) aufweist,, auf denen die Gabelungen aufliegen, um die Klemmung zu erzielen«

   12o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 "bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Befestigung des Hauptteils an einem Werkstück Saugeinrichtungen (21) einschließen»