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Zentrier- und Ausrichtgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein nach
dem Fühlhebelprinzip arbeitendes Zentrier-und Ausrichtgerät, das in die Arbeitsspindel
einer Werkzeugmaschine, insbesondere in die Bohrspindel einer Koordinatenbohrmaschine,
eingesetzt wird und dazu dient, die Lage der Arbeitsspindel gegenüber dem Werkstück
oder die Lage des Werkstücks zu den Führungen des Aufspanntisches festzulegen. Da
die auszuführenden Arbeiten sehr vielgestaltig sind, muß gefordert werden, daß der
Fühlhebel in verschiedene räumliche Lagen eingestellt werden kann.
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Bei Werkzeugmaschinen und bei Meßmaschinen ist es bekannt, das Fühlhebelgerät
in und außer Arbeitsstellung zu schwenken.
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Auch hat man schon Meßuhrtaster, um ein Kugelgelenk schwenkbar, an
einer Stange angeordnet, die ihrerseits wiederum um ein I(ugelgelenk am Halter schwenkbar
ist. Diese Bauweise ist jedoch für ein mit einer Arbeitsspindel zu kuppelndes Ausrichtgerät
nicht starr genug und zu sperrig. Man hat deshalb das Fühlhebelgerät an einem quer
zum Halter verstellbaren Schieber angeordnet und das Werkstück unmittelbar mit dem
schwenkbaren Taststift abgetastet. Dieses Gerät genügt aber nicht allen Anforderungen,
da das Fühlhebelgehäuse hindernd im Wege ist, wenn z. B. eine zwischen zwei Stegen
liegende Werkstückfläche oder abgesetzte Bohrungen von geringem Durchmesser abzutasten
sind. Die Verwendung auswechselbarer Tastarme von verschiedener Länge ist nicht
zu empfehlen. Das Auswechseln der Tastarme ist umständlich, und bei unsachgemäßer
Handhabung kann der empfindliche Feinzeiger beschädigt werden.
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Ein anderes bekanntes Zentrier- und Ausrichtgerät besitzt einen quer
zum Halter verlaufenden
Führungsbalken, auf dem ein Schieber einstellbar
ist, der eine umsetzbare Meßuhr trägt, sowie einen gegen den Fühlstift der Meßuhr
anliegenden zweiarmigen Tasthebel, dessen Gelenkachse senkrecht zur Verschiebeebene
des Schiel)ers steht. Der Fühlstift der Meßuhr kann wahlweise unmittelbar oder mittelbar
über den genannten Tasthebel mit dem Werkstück in Berührung gebracht werden.
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Die Erfidnung betrifft eine Weiterbildung eines solchen Geräts, bei
welchem der Nachteil besteht, daß die Meßuhr, wenn sie zum unmittelbaren Abtasten
in die waagerechte oder senkrechte Lage gebracht werden soll, erst von dem Schieber
abgenommen, herumgedreht und erneut am Schieber befestigt werden muß.
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INm diese umstandl iche Handhabung zu vermeiden und die damit verbundene
Beschädigungsgefahr für die Meßuhr herabzusetzten, wird erfindungsgemäß die Meßuhr
auf einem Tragstück befestigt, das auf dem Meßschieber schwenkbar angeordnet ist,
so daß die sonst gegen den Tasthebel anliegende Meßuhr ohne Umspannen, nur durch
einfaches Umklappen derselben, und durch Schwenken des Tragstücks in unmittelbare
Tastberührung mit dem auszurichtenden Gegenstand kommt.
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Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, daß der Tasthebel
aus der Gebrauchsstellung um etwa 90° um seine Gelenkachse schwenkbar ist. Durch
diese Maßnahme wird gegenüber den bekannten Geräten, bei denen der Tasthebel nur
den zum Abtasten erforderlichen geringen Ausschlag vollführen kann, eine Vergrößerung
des Werkstückdurchgangs zwischen der Unterkante des Geräts und der Tischoberfläche
erreicht, was bei gewissen Werkstückformen wichtig ist.
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Zweckmäßig ist dabei die Feder, die den Tasthebel mit der Meßuhr
zum Anliegen l)ringt, mit ihrem einen Ende am Schlitten gehalten, während ihr anderes
Ende an einem auf der Gelenkachse des Tasthebels neben diesem sitzenden, von ihm
abkuppelbaren Arm angehängt ist.
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Die gedrängte Bauweise des Geräts wird noch dadurch gefördert, daß
das Tragstück für die Meßuhr eine Aussparung besitzt, in die sich der eine Arm des
ausgeschwenkten Tasthebels hineinlegt.
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Auf der Zeichnung ist der Erfidnungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. I ist ein Längsschnitt durch das Gerät: Fig. 2 ist ein Querschnitt
nach Fig. 1; Fig. 3 ist ebenfalls ein Längsschnitt und zeigt die Meßuhr in unmittelbarer
Gebrauchsstellung: Fig. 4 ist eine Seitenansicht und zeigt die Meßuhr in einer anderen
unmittelbaren Gebrauchsstellung.
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Das Zentrier- und Ausrichtgerät hat folgenden Aufbau: Der Halter,
durch den das Gerät mit der nicht dargestellten Bohrspindel gekuppelt wird, ist
ein Kegel I, der dem zur Aufnahme des Bearbeitungswerkzeugs dienenden Innenkegel
in der Bohrspindel entspricht. Der Kegel 1 beseitzt einen Zapfen 1a, an dem der
quer zur Kegelachse verlaufende Führungsbalken 2 befestigt ist. Auf dem Führungsbalken
2 ist ein Schlitten 3 verschiebbar und in den einzelnen Stellungen durch eine Schraube
4 festklemmbar. Als Führung ist eine Schwalbenschwanzführung gewählt, und die Schraube
4 drückt beim Festklemmen über die Führungsleiste 5 gegeb den Führungsbalken 2.
Der Schlitten 3 trägt ein nach dem Fühlhebelprinzip wirkendes Zeigergerät, z. B.
die Meßruhr 6, deren Fühlstift 6a gegen einen ebenfalls im Schlitten 3 gelagerten
zweiarmigen Tasthebel 7 anliegt (Fig. 1). Der Tasthebel 7 ist auf einem Bolzen 8
befestigt, der zwischen den Kegelspitzen der in den Seitenwangen des Schlittens
3 sitzenden Spitzschrauben 9 und 10 schwingbar gelagert ist. Die Schwingebene des
Hebels 7 verläuft demnach senkrecht zu der Ebene, in der der Schlitten 3 verschiebbar
ist. Neben dem Tasthebel 7 ist auf dem Bolzen 8 ein Arm 12 angeordnet, der in Richtung
der Gelenkachse verschiebbar ist. Die einander zugekehrten Stirnflächen der Nabe
des Armes 12 und der Nabe des Hebels 7 besitzen Zähne 13 nach Art einer Klauenkupplung
und werden durch eine Druckfeder 14 in Eingriff gebracht. Der Arm 12 ist oben gabelförmig
ausgespart. In dieser Ausnehmung befindet sich ein im Schlitten 3 befestigter Anschlag
15, so daß der Schwinghub des Armes 12 und somit des Tasthebels 7 begrenzt und gleichzeitig
die Meßuhr 6 gesichert ist. Eine Zugfeder 16 bringt den oberen Arm des Hebels 7
mit dem Fühlstift 6a der Meßuhr 6 zur Anlage. Die Zugfeder 16 ist einerseits am
Arm 12 angehängt und andererseits am Schlitten 3, hier jedoch nicht unmittelbar,
sondern an der Schwenkkurbel 17, deren Lage durch die Anschläge 18 und 19 begrenzt
wird. Wird die Schwenkkurbel 17 auf der in Fig. 1 gezeichneten Lage vom Anschlag
18 hinweg gegen den Anschlag 19 umgelegt, so wird die Kraftrichtung der Feder 16
umgekehrt und damit die Meßrichtung des Tasthebels 7 gewechselt.
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Die Meßuhr 6, die auf ihrer Rückseite einen Befestigungslappen 6b
besitzt, ist mit diesem nicht unmittelbar am Schlitten festgeklemmt, sondern auf
einem vorzugsweise winkelförmigen Tragstück 20. Dieses ist um einen
in
der Stirnwand des Schlittens 3 befestigten Zapfen 21 um mindestens '180° schwenkbar.
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Die Achse des Zapfens 21 verläuft in der dargestellten Ausführung
in der Verschieheebene des Schlittens 3 und senkrecht zur Achse des Kegels I. Sie
könnte natürlich in der einen oder in beiden der genannten Richtungen geneigt verlaufen.
Der Befestigungslappen 6b der Meßuhr 6 sitzt in der gabelartigen Ausnehmung 20a
des Tragstückes 20 und ist um den Schraubenbolzen 22 umklappbar sowie mit demselben
festklemmbar. Der die Meßuhr6 tragende Arm des Teils 20 besitzt ferner die in Form
einer Längsnut verlaufende Ausnehmung 20b, deren Zweck noch erläutert wird. Der
andere Arm des Tragstückes 20 hat die Bohrung 20c für den Zapfen 2I sowie die Paßfläche
20d, die sich gegen eine entsprechende Paßfläche an der Stirnfläche des Schlittens
3 anlegt. Das Festklemmen des Tragstückes 20 auf dem Zapfen 21 wird durch eine Schraube
23 besorgt; sie durchsetzt einen in die Bohrung 2oC übergehenden Schlitz 20e, der
die Klemmwirkung sicherstellt.
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Zum Zentrieren der Bohrspindel in einer. im Werkstück vorhandenen
Bohrung wird das Gerät in der in Fig. I dargestellten Anordnung benutzt. Dabei wird
der Schlitten 3 entsprechend dem Radius der Bohrung eingestellt und die Wand der
Bohrung mittels des Kugelkopfes 7a des Tasthebels 7 abgetastet, indem die Bohrspindel
mit dem Gerät von Hand gedreht wird. Es ist dabei erforderl ich, das Werkstück zurechtzurücken
bzw. die Arbeitsschlitten zu verschieben, bis die Meßuhr in allen Drehlagen der
Bohrspindel den gleichen Wert anzeigt; dann ist die gewünschte Zentrierung erreicht.
Auch zum Ausrichten einer geraden Seitenkante des Werkstiicks nach der Geradführung
des Arbeitsschlittens wird die Anordnung nach Fig. I benutzt.
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Zum Abtasten der Oberfläche eines Werkstücks dient die Gebrauchsstellung
des Geräts gemäß Fig. 3. Hierzu wird der Schlitten 3 aus der Gebrauchsstellung nach
Fig. I nach links geschoben, die Meßuhr um go0 umgeklappt und das Tragstück um I800
geschwenkt. Ist der Tasthebel 7 im Wege, beispielsweise wenn eine zwischen zwei
Stegen liegende Werkstückfiäche abzutasten ist, so wird der Arm 12 entkuppelt und
der Hebel 7 um 90° geschwenkt. Der untere Arm des Hebels 7 legt sich dabei in die
Ausnehmung 20b des Tragstücks 20. Zum Abtasten einer zur Horizontalebene geneigten
Werkstückfläche kann die Meßuhr natürlich senkrecht zu dieser Fläche, d. h. schief
zur Horizontalebene, eingestellt werden.
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Endlich kann die Meßuhr auch in die in Fig. 4 gezeigte Stellung geklappt
werden. Es ist dann möglich, auch Werkstückbohrungen großen Durchmessers, die mit
der Anordnung nach Fig. I nicht mehr erfaßt werden können, zu zentrieren. Beim Austasten
von Sacklöchern geringer Tiefe erweist sich wiederum das Umschwenken des Tasthebels
7 in die Ruhestellung als vorteilhaft.
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PATENTANsPRÜcHu: I. Mit einer Werkzeugspindel kuppelharzes Zentrier-
und Ausrichtgerät, dessen Halter (z. B. Morsekegel) am unteren Ende einen quer verlaufenden
Führungsbalken besitzt, auf dem ein Schlitten zur Aufnahme einer umsetzbaren Meßuhr
sowie eines zweiarmigen Tasthebels, dessen Gelenkachse senkrecht zur Verschiebeebene
des Schlittens steht, verschiebbar ist und bei dem wahlweise die Meßuhr über den
Tasthebel oder unmittelbar mit ihrem Fühlstift den auszurichtenden Gegenstand abzutasten
vermag, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßuhr (6) auf einem Tragstück (20) sitzt,
das auf dem Meßschlitten (3) schwenkbar angeordnet ist, so daß die sonst gegen den
Tasthebel (7) anliegende Meßuhr ohne Umspannen nur durch einfaches Umklappen derselben
und durch Schwenken des Tragstückes tzo) in unmittelbare Tastberührung mit dem auszurichtenden
Gegenstand kommt.