DE4017715A1 - Messeinrichtung zur automatischen erfassung des durchmessers von werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung zur au­ tomatischen Erfassung des Durchmessers von Werkstücken über die Abschaltung deren Verfahrbewegung, insbesondere auf Maschinen zum Umfangsschleifen von Außenkonturen.

Es sind Meßeinrichtungen mit Taststößeln bekannt, welche entweder gleit- oder wälzgelagert sind und deren Führungen spielbehaftet und gegen Verschmutzung anfällig sind. Ferner wird die Kontaktkraft bei bekannten Meßeinrichtungen mit mechanischer Lastaufbringung über Spiralfedern erzeugt. Derartige Systeme sind in aller Regel wegen einer Vielzahl relativ bewegter Teile für hochgenaue Messungen zumal unter rauhen Einsatzbedingungen nur unzureichend geeignet.

Demgegenüber ist es nun Aufgabe der Erfindung, eine Meß­ einrichtung mit Taststößel zu schaffen, die mit einer mi­ nimalen Zahl relativ bewegter Bauteile unter Vermeidung des Einsatzes bekannter Wälz- und Gleitführungen und der hermetischen Abschirmung des Systems gegenüber externen Schmutzeinflüssen hochgenaue Längenmessungen zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Meßein­ richtung gemäß der Erfindung nach dem Oberbegriff von An­ spruch 1 dadurch, daß ein Taststößel nach Kontaktierung seines Tastkopfes mit dem Werkstück in eine axiale Bewe­ gung versetzbar ist, welche über zwei, vorzugsweise drei Signalgeber beeinflußt wird, wobei der erstbetätigte die Reduzierung der Geschwindigkeit der Verfahrbewegung des Werkstücks auslöst und der nächstbetätigte in einem Mini­ malabstand hierzu die Verfahrbewegung abschaltet, während der gegebenenfalls letztbetätigte Signalgeber als Sicher­ heitsstopp dient, wobei der Taststößel vorzugsweise durch Befestigung an zwei im Abstand voneinander liegenden Blatt­ federn ohne weitere Führung spielfrei gelagert ist. Die Spannkraft innerhalb der Blattfedern ergibt sich aus der Vorspannung und der weiteren Deformation im Zuge der Kon­ taktierung des bevorzugt ebenflächigen und aus einem ver­ schleißresistenten Werkstoff bestehenden Tastkopfes mit dem Werkstück.

Die Vorspannung wird im vorliegenden Fall über die zur Tast­ stößelrichtung koaxiale Verschiebung der hinteren Einspann­ stelle manuell mit Hilfe einer zum Taststößel parallel ange­ ordneten Verstellschraube vollzogen. Der Meßablauf vollzieht sich hierbei z. B. so, daß ein eingespanntes Werkstück mit Hilfe eines Oberschlittens in zu seiner Mittellinie ortho­ gonaler Richtung bis zum Erreichen der Schaltpunkte der Si­ gnalgeber gegen die auf einem Unterschlitten befestigte Meß­ einrichtung verfahren wird. Aus der gemessenen Länge des zur Meßeinrichtung relativen Verfahrweges des Werkstückes kann auf seinen Durchmesser geschlossen werden.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung betätigt der Taststößel koaxial angeordnete Signalgeber mittels eines hinter der vorderen Blattfedereinspannung befindlichen und mit dem Taststößel festverbundenen Joches. Hierbei beruht das Funktionsprinzip der Einrichtung darauf, daß der zur Betätigung der Signalgeber durch das Joch in Stößelrichtung zurückzulegende Weg über eine elastische Deformation der Blattfedern zwischen ihren Einspannstellen möglich wird. Die zur elastischen Blattfederdeformation aufzuwendende Kraft wird im Zuge der Kontaktierung von Werkstück und Tastkopf auf den Taststößel übertragen.

Weitere Einzelheiten der Meßeinrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich anhand des in der nachfolgenden Beschreibung dargestellten Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform und zwar zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer solchen Meß­ einrichtung und

Fig. 2 den Querschnitt nach Linie A-B in Fig. 1.

Der Taststößel 1 ist mit einer Kontaktfläche 2 an seinem Tastkopf 3 versehen und durch einen Faltenbalg 4 geschützt sowie zur Unterbindung der Verfahrbewegung X des Werkstücks 5, wie aus der Zeichnung Fig. 1 ersichtlich, im Gehäuse 6 zwischen zwei Blattfedern 7 und 8 axial nachgiebig, jedoch ansonsten spielfrei gelagert. Hierbei ist die vordere, un­ mittelbar hinter dem Tastkopf 3 liegende Blattfeder 7 an der Einspannstelle 9 des Gehäuses 6 befestigt und zur Vor­ spannung schwach gekröpft, wobei eine solche Federform auch mittels Paßscheibe 10 definierter Dicke einstellbar ist.

Die Veränderung der Vorspannung wird über eine axiale Schiebeverstellung der über Schrauben 11 erfolgenden Ein­ spannung der am Ende 12 des Taststößels angeordneten zwei­ ten Blattfeder 8 ermöglicht. Hierfür wird zur Blattfeder­ befestigung ein U-Träger 13 verwendet, dessen Schenkel je­ weils mit zum Taststößel 1 koaxialen Langlöchern 14 ver­ sehen sind, zur Schiebeverstellung der Einspannstelle 19 über eine axial angeordnete Verstellschraube 20.

Die Meßeinrichtung weist koaxial angeordnete Signalgeber 15, 16 und 17 hinter der vorderen Blattfedereinspannung 9 auf, welche über ein mit dem Taststößel 1 fest verbundenes Joch 18, wie aus der Zeichnung ersichtlich, nacheinander zu betätigen sind. Wird nun der Taststößel 1 nach Berührung von Tastkopf 3 und Werkstück 5 an der Kontaktfläche 2 in eine axiale Bewegung versetzt, so wird diese Bewegung über die drei Signalgeber 15, 16 und 17 beeinflußt, wobei der erstbetätigte 15 die Reduzierung der Geschwindigkeit der Verfahrbewegung des Werkstückes 5 auslöst und der nächstbe­ tätigte 16 in einem Minimalabstand hierzu die Verfahrbe­ wegung abschaltet, während der gegebenenfalls letztbetätig­ te Signalgeber 17 als Sicherheitsstopp dient.

Die das Gehäuse der Meßeinrichtung bildenden Teile sind mit­ einander verschraubt, während der Innenbereich des Systems über die Dichtungen 21 gegen die Umwelt hermetisch abge­ schirmt ist. Durch Befestigung an einer Halterung 22 kann die Meßeinrichtung z. B. am Unterteil eines Kreuzschlittens auf der Maschine montiert werden.

Claims (5)

1. Meßeinrichtung zur automatischen Erfassung des Durch­ messers von Werkstücken über die Abschaltung deren Verfahrbewegung, insbesondere auf Maschinen zum Umfangs­ schleifen von Außenkonturen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taststößel nach Kontaktierung seines Tastkopfes mit dem Werkstück in eine axiale Bewegung versetzbar ist, welche über zwei, vorzugsweise drei Signalgeber beeinflußt wird, wobei der erstbetätigte die Reduzierung der Geschwin­ digkeit der Verfahrbewegung des Werkstückes auslöst und der nächstbetätigte in einem Minimalabstand hierzu die Verfahr­ bewegung abschaltet, während der gegebenenfalls letztbe­ tätigte Signalgeber als Sicherheitsstopp dient, wobei der Taststößel durch Befestigung an zwei im Abstand voneinander liegenden Blattfedern ohne weitere Führung spielfrei gela­ gert ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere unmittelbar hinter dem Tastkopf befind­ liche und am Gehäuse befestigte Blattfeder zur Vorspannung schwach gekröpft ist oder dieselbe Federform mittels einer Paßscheibe definierter Dicke einstellbar ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Veränderung der Vorspannung zusätzlich über eine axiale Schiebeverstellung der vorzugsweise über Schrauben erfolgenden Einspannung der am Ende des Taststößels ange­ ordneten Blattfeder ermöglicht wird.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Blattfederbefestigung ein U-Träger verwendet wird, dessen Schenkel jeweils mit zum Taststößel koaxialen Lang­ löchern zwecks Schiebeverstellung seiner Einspannung ver­ sehen sind.

5. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststößel koaxial angeordnete Signalgeber mittels eines hinter der vorderen Blattfedereinspannung befindli­ chen und mit dem Taststößel festverbundenen Joches betätigt.