DE3613755A1 - Lageermittlungsvorrichtung fuer einen bewegbaren kopf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung der Lage oder Positon eines bewegbaren Kopfes, z.B.
eines Werkzeugschlittens, Arbeitstischs od.dgl., in Werkzeugmaschinen. Vor allem bezieht sich die Erfindung auf
eine derartige Ermittlungsvorrichtung, die zur Verwendung
an solchen Teilen von Werkzeugmaschinen geeignet ist, welche einer Verschmutzung durch Kühlmittel, Späne, Staub
u.dgl. ausgesetzt sind.

NC-Werkzeugmaschinen sind im allgemeinen mit einer Vorrichtung zur Ermittlung der Lage eines bewegbaren Kopfes ausgestattet. Eine für diesen Zweck typische Lageermittlungsvorrichtung umfaßt einen linearen Maßstab mit Stricheinteilungen, der an einem Maschinenbett befestigt ist, und ein Abtastgerät oder einen Abtastkopf, das bzw. der an dem bewegbaren Kopf fest angebracht ist und dazu dient, bei der

Bewegung des bewegbaren Kopfes die Striche an dem linearen Maßstab abzulesen oder abzutasten. Für eine exakte Lageermittlung müssen der lineare Maßstab und der Abtastkopf gegen eine Verschmutzung durch Staub, Späne, Kühlmittel u.dgl. geschützt sein. Zu diesem Zweck ist bei einer bekannten, in der JP-Patent-Offenlegungsschrift Nr.59 - 183 offenbarten Vorrichtung ein Gehäuse an einem Werkzeugmaschinenbett befestigt und nimmt in seinem Inneren eine an ihm fest angebrachte lineare Skala sowie ein mit einem bewegbaren Kopf verbundenes Abtastgerät auf. Dichtungselemente zum Abdecken einer Öffnung des Gehäuses bieten jedoch keinen flüssigkeitsdichten Abschluß, weil sie nicht imstande sind, restlos und perfekt entgegengesetzt liegende Endabschnitte eines Verbindungselements, das sich durch die Öffnung des Gehäuses erstreckt, um das Abtast-gerät mit dem bewegbaren Kopf zu verbinden, abzudichten.

Insbesondere erfolgt bei Schleifmaschinen ein Verschwenken oder Schrägstellen eines Schleifkopfes auf Grund eines Schleifwiderstandes, und es ist, um die Beeinträchtigung durch eine derartige Verlagerungsbewegung des Schleifkopfes herabzusetzen, erwünscht oder anzustreben, einen Ermittlungs- oder Abtastkopf der erwähnten Art an der einen Seite des Schleifkopfes, an der auch die Schleifscheibe angebracht ist, anzuordnen. Jedoch ist gerade diese Seite dem verspritzenden Kühlmittel ausgesetzt, weshalb es für eine an einer Schleifmaschine verwendete Lageermittlungsvorrichtung erforderlich ist, daß sie ein besonderes, gesteigertes Abdichtvermögen gegenüber Flüssigkeiten aufweist.

Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lageermittlungsvorrichtung zu schaffen, die für eine Verwendung in einer Umgebung, in der Flüssigkeiten ver-

spritzt werden, geeignet ist.

Ein Ziel der Erfindung ist hierbei in einer verbesserten Lageermittlungsvorrichtung zu sehen, die eine Einrichtung aufweist, mit der es möglich ist, einen linearen Maßstab und ein Abtastgerät auf zuverlässige, jedoch einfache Weise gegen Staub, Späne, Kühlmittel, Sprühnebel od.dgl. abzudichten.

Erfindungsgemäß wird - kurz gesagt - eine Lageermittlungsvorrichtung geschaffen, die ein geschlossenes Gehäuse, das entweder an einem bewegbaren Kopf oder an einem stationären Bett befestigt ist, und eine Tragstange, die mit ihren einander entgegengesetzten Enden entweder an dem ortsfesten Bett oder an dem bewegbaren Kopf in zur Bewegungsrichtung des bewegbaren Kopfes paralleler Lage fest angebracht ist, umfaßt. An dem Gehäuse ist in einander gegenüberliegenden, in der Bewgungsrichtung des bewegbaren Kopfes zueinander beabstandeten Stirnwänden je eine Öffnung ausgebildet, durch die sich die das Gehäuse durchsetzende Tragstange erstreckt. Mit dem Gehäuse ist in dessen Innenraum ein linearer Maßstab in paralleler Lage zur Tragstange fest verbunden, während ein Abtastkopf an der Tragstange innerhalb des Gehäuses befestigt ist, der, wenn das Gehäuse zusammen mit dem linearen Maßstab bewegt wird, die Stricheinteilung auf dem Maßstab liest oder abtastet.

Da bei dieser Anordnung und Ausbildung die Abdichtung an jeder der beiden Öffnungen leicht sowie ohne Schwierigkeiten bewerkstelligt werden kann, kann das Innere des Gehäuses zuverlässig gegen die äußere Umgebung abgetrennt und abgeschirmt werden, so daß der lineare Maßstab wie auch der Abtastkopf innerhalb des Gehäuses gegen eine Verschmutzung durch Staub, Späne, Kühlmittel, Sprühne-

- 7 bei od. dgl. wirksam geschützt werden können.

Die Lösung der Aufgabe wie auch weitere Ziele und die Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden anhand der bevorzugten Asuführungsform und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert und deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine abgebrochene Seitenansicht einer Schleifmaschine mit einer Lageermittlungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Lageermittlungsvorrichtung ;

Fig. 3 den Querschnitt nach der Linie III-III in der Fig.2; Fig. 4 den Querschnitt nach der Linie IV-IV in der Fig.2.

Der Erfindungsgegenstand ist für eine Verwendung an einer Schleifmaschine besonders geeignet, und hierauf bezieht sich auch die folgende Erläuterung.

Die Schleifmaschine hat ein ortsfestes Bett 10, an dem ein Schleifkopf 11 für eine Verschiebe-oder Gleitbewegung geführt ist, der eine Schleifscheibe 12 an seiner einen Seite trägt, welche durch einen Scheiben/Riemen-Antrieb

15 von einem am Schleifkopf 11 befestigten Antriebsmotor 14 in Umdrehung versetzt wird. Am Bett 10 ist ein Stellmotor 13 fest angebracht, dessen Drehung durch einen (nicht gezeigten) Spindel/Mutter-Antrieb in eine Linearbewegung des Schleifkopfes 11 umgesetzt wird. Eine Kühlmitteldüse

16 dient dazu, Kühlmittel auf die Schleifstelle zwischen der Schleifscheibe 12 und einem (nicht gezeigten) Werkstück, das geschliffen werden soll, zu spritzen.

Wie Fig. 2 zeigt, ist ein geschlossenes Gehäuse 25 an der einen Seitenfläche des Schleifkopfes 11, an der auch die

Schleifscheibe 12 angeordnet ist, befestigt. Das Gehäuse 25 ist in seinen einander entgegengesetzten Stirnflächen 33 und 34, die in der Bewegungsrichtung des Schleifkopfes 11 zueinander beabstandet sind, mit je einer front- und einer rückseitigen Öffnung 3 0 bzw. 31 versehen. Eine von Konsolen 21 am Bett 10 gehaltene Tragstange 20 zieht sich durch das Gehäuse 25 und durchsetzt die beiden Öffnungen 30 sowie 31. In der front- und rückseitigen Öffnung 30 bzw. 3 1 des Gehäuses 25 ist jeweils eine schwimmende oder beweglich gehaltene Manschette 27 aufgenommen, die mit Bezug zum Gehäuse 25 lediglich in radialer Richtung zu verlagern ist. Somit gewährleistet die beweglich gehaltene Manschette 27 eine glatte, ruhige Bewegung des Gehäuses 25 mit Bezug zur Tragstange 20, selbst wenn eine exakte parallele Beziehung zwischen der Achse der Tragstange 20 und der Bewegungsrichtung des Schleifkopfes 11 nicht besteht. Jede der Manschetten 27 hält in einem (nicht gezeigten) Ringraum an ihrer Innenfläche ein (nicht gezeigtes) Dichtungselement oder mehrere solcher, so daß eine flüssigkeitsdichte Anlage an der Außenoberfläche der Tragstange 20 gewährleistet ist.

Innerhalb des Gehäuses 25 ist an diesem ein geradliniger Glasmaßstab 26 angebracht, an dem mit vorgegebenen Abständen in seiner Längsrichtung, die mit der Bewegungsrichtung des Schleifkopfes 11 übereinstimmt, eine Vielzahl von Skalenstrichen ausgebildet ist. An einem innerhalb des Gehäuses 25 befindlichen Teil der Tragstange 20 ist ein Abtastgerät oder -kopf 22 befestigt, der die Skalenstriche abtastet. Der lineare Maßstab 26 und der Abtastkopf 22 sind als "NC-Linear Transducer", Model LID 300/LID 310, lieferbar von HEIDENHAIN JAPAN K.K., Tokyo, Japan, bekannt. Die Tragstange 20 ist mit einem (nicht bezeichneten) radialen Loch an der Befestigungsstelle des Abtastkopfes 22

sowie mit einer zu diesem Loch offenen axialen Bohrung 23, die am rückwärtigen Ende der Tragstange 20 ebenfalls Offen ist, versehen. Eine Drahtleitung 24 vom Abtastkopf 22 zieht sich durch das radiale Loch sowie die axiale Bohrung 23 und führt aus der Tragstange 20 heraus zu einer zugeordneten externen Einrichtung. Auf diese Weise besteht keine Möglichkeit für eine Beschädigung der Drahtleitung 24, wenn sie mit dem Schleifkopf 11 zusammen bewegt wird.

Wie die Fig. 3 zeigt, besteht das geschlossene Gehäuse 25 aus einem Gehäusehauptteil 25a, das am Schleifkopf 11 befestigt ist, und aus einer abnehmbaren Abdeckung 29, die den oberen sowie einen seitlichen Teil des Gehäusehauptteils 25a abschließt, so daß das Innere des Gehäuses 25 gegenüber der äußeren Umgebung flüssigkeitsdicht abgetrennt ist. Ferner ist an der entsprechenden seitlichen Fläche des Schleifkopfes 11 eine Schutzverkleidung 28 befestigt, die denjenigen Teil der Tragstange 20, der von der frontseitigen Stirnfläche 33 des Gehäuses 25 aus nach vorne freiliegt, umschließt.

Wenn bei Arbeiten des Stellmotors 13 der Schleifkopf 11 bewegt wird, so bewegt sich das Gehäuse 25 mit diesem als eine Einheit. Der Abtastkopf 20 liest die Skalenstriche am linearen Maßstab 26, der zusammen mit dem Gehäuse 25 bewegt wird, so daß die Lage des Schleifkopfes 11 bei seiner Bewegung oder Verstellung erfaßt werden kann.

Es ist darauf hinzu-weisen, daß die gleiche Wirkung wie mit der oben beschriebenen Ausführungsform auch dann erzielt werden kann, wenn das Gehäuse 25 mit dem Maßstab 26 sowie der Schutzverkleidung 28 am ortsfesten Bett 10 und die Tragstange 20 mit dem Abtastkopf 22 dagegen am Schleifkopf 11 befestigt sind. Ferner ist festzuhalten, daß der

Erfindungsgegenstand bei verschiedenen Arten von Werkzeugmaschinen und nicht nur bei Schleifmaschinen zur Anwendung gelangen kann, und zwar vorzugsweise an solchen Teilen dieser Maschinen, die einer Verschmutzung durch Kühlmittel, Sprühnebel, Staub, Späne u.dgl. ausgesetzt sind.

Die obige Erläuterung ist auf die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung abgestellt, jedoch ist klar, daß auf Grund der offenbarten Lehre dem Fachmann Abwandlungen und Abänderungen an die Hand gegeben sind, die aber als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Lageermittlungsvorrichtung für einen an einem ortsfesten Bett linear bewegbaren Kopf, gekennzeichnet

- durch ein an dem bewegbaren Kopf (11) oder an dem ortsfesten Bett (10) befestigtes Gehäuse (25) mit je einer in dessen mit Bezug zur Bewegungsrichtung des bewegbaren Kopfes (11) einander entgegengesetzten und zueinander beabstandeten Stirnflächen (33, 34) ausgebildeten öffnung (30, 31),

- durch eine an ihren entgegengesetzten Enden an dem ortsfesten Bett (10) oder an dem bewegbarenKopf (11) in paralleler Lage zur Bewegungsrichtung des bewegbaren Kopfes befestigte, das Gehäuse (25) sowie die beiden Gehäuseöffnungen (30, 31) durchsetzende Tragstange (20),

- durch einen an dem Gehäuse (25) in dessen Innenraum

befestigten, parallel zur Tragstange (20) verlaufenden geradlinigen Maßstab (26) und

- durch ein an der Tragstange innerhalb des Gehäuses befestigtes Abtastgerät (22), das im Ansprechen auf die Bewegung des linearen Maßstabs die Lage des bewegbaren Kopfes ermittelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Tragstange (20) eine axiale Bohrung (23) ausgebildet ist, die zur äußeren Umgebung des Gehäuses (25) am einen Ende der Tragstange offen und in der eine vom Abtastgerät (22) nach außen geführte Drahtleitung (24) aufgenommen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am bewegbaren Kopf (11) oder am ortsfesten Bett (10) eine denjenigen Teil der Tragstange (20), der von der einen Stirnfläche (33) des Gehäuses (25) nach außen herausragt, abdeckende Schutzverkleidung (28) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in der Tragstange (20) eine axiale Bohrung (23) ausgebildet ist, die zur äußeren Umgebung des Gehäuses (25) am einen Ende der Tragstange offen und in der eine vom Abtastgerät (22) nach außen geführte Drahtleitung (24) aufgenommen ist, und daß am bewegbaren Kopf (11) oder am ortsfesten Bett (10) eine denjenigen Teil der Tragstange (20), der von der einen Stirnfläche (33) des Gehäuses (25) nach außen herausragt, abdeckende, diesem anderen Ende der Tragstange nahegelegene Schutzverkleidung (28) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) umfaßt:

- ein an dem bewegbaren Kopf (11) oder an dem ortsfesten Bett (10) befestigtes Gehäusehauptteil (25a), in dessen einander entgegengesetzten Stirnflächen (33, 34) je eine Öffnung (30, 31) angeordnet ist und das wenigstens an seiner Oberseite eine Öffnung für das Einsetzen des linearen Maßstabs (26) sowie des Abtastgeräs (22) aufweist, und

- eine die obere Öffnung des Gehäusehauptteils verschließende, abnehmbare Abdeckung (29).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch je eine in den Öffnungen (30, 31) uer beiden Gehäusestirnflächen (33, 34) lose aufgenommene schwimmende Manschette (27), die lediglich in radialer Richtung der Tragstange (20) bewegbar sind und von der Tragstange flüssigkeitsdicht durchsetzte Durchtritte haben.