DE696962C - Zentriervorrichtung fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Es sind Zentriervorrichtungen bekannt, bei denen mittels eines umlaufenden elektrischen Kontaktstiftes die Bohrungsflächjen der zu zentrierenden Bohrung abgetastet und die jeweiligen Berührungsstellen auf einer Signaltafel sichtbar gemacht werden. Die Verstellung des Werkstückes muß aber hierbei von Hand ^ erfolgen, was umständlich und zeitraubend ist. Ferner ist bekannt, durch seitliehen Eingriff eines Stellmittels ein Werkstück beim Umlauf in die zentrische Lage zu rücken.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile dieser Zentriervorrichtungen dadurch, daß durch den infolge der Berührung des umlaufenden Fühlers mit der zu zentrierenden Fläche erzeugten Stromimpuls eine elektrische Steuervorrichtung zum Ansprechen gebracht wird, welche die der jeweiligen Berührungsstelle entsprechenden Stell- und Spannmittel (Zentrierhebel) für das Werkstück auf dem Arbeitstisch in Wirkung setzt. Die hierbei Verwendung findende elektrische Steuervorrichtung besteht erfindungsgemäß aus einem Elektromagneten nebst Anker, der einen abgefederten hydraulischen Stößel verstellt, welcher seinerseits die Verschiebung eines die Zentrierhebel verstellenden hydraulischen Spannaggregats steuert. Das hydraulische Spannaggregat besteht erfindungsgemäß aus einem in dem Zylinder geführten, unter' der Wirkung einer Feder "stehenden Kolben, dessen Kolbenstange an ihrem freien, aus' dem Zylinder herausragenden Ende mit einer gegen die Kolbenstangenachse geneigten Fläche versehen ist, gegen die sich die Führungsrolle des unter der Wirkung einer Rückstellkraft stehenden, das Werkstück verschiebenden und im Arbeitstisch gelagerten Zentrierhebels anlegt. Das Spannaggregat steht erfindungsgemäß bei Außerbetriebsstellung dies Zentrierhebels unter der Wirkung eines Druckmittels, welches bei Stromschluß des zugehörigen Kontaktes im Takte des Bohr-

Stangenumlaufes abgelassen wird. Gemäß der Erfindung ist ferner bei Entlastung des Kolbens die durch das Öffnen des Ventils ab fließende Druckmittelmenge durch Zusamme^ wirken eines Anschlages und der den A,b»*|? fiuß aus dem "Stoß elführungsgehäuse ver schließenden Stößelkante regel- und einstell bar. Um die Vorrichtung auch für das Zentrieren von nach ihrer Außenfläche auszurichtenden" Werkstücken, vorzugsweise Zahnrädern, verwendbar zu machen, ist erfindungsgemäß der umlaufende elektrische Fühler im Innern einer das Werkstück umfassenden Abtastglocke angebracht.

Die Zeichnungen veranschaulichen zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt

Abb. ι die Ausbildung einer, Zentriervorrichtung mit an einer zu bearbeitenden Innen,-fläche einer Bohrung laufendem Taster in vereinfachter Darstellung,

Abb. 2 einen Schnitt durch ein glockenförmig· ausgebildetes Tastgerät für Außenflächenabtastung gemäß Schnittlinie C-F in Abb. 3, bei dem der Taster an einer nicht zu bearbeitenden Bezugsfläche angreift,

Abb. 3 eine Vorrichtung gemäß Abb. 2 nach der Schnittlinie A-B in Abb. 2.

Bei der in Abb. 1 dargestellten Vorrichrung ist das Werkstück 1 auf den Arbeitstisch aufgelegt. In der zu bearbeitenden Bohrung 2 läuft die Bohrspindel 3 um, die in an sich bekannter Weise einen abgefederten Taststift 4 oder einen mit 'einem Taststift versehenen aufsteckbaren Kopf trägt. Der Taststift 4 ist durch eine Leitung 5 mit dem am oberen Ende der Bohrspindel 3 angebrachten Kontaktstück 6 verbunden, welches bei einem Umlauf der Bohrspindel mit jedem der mehrfach 'und symmetrisch angeordneten feststehenden Gegenkontakte 7, 8, 9, 10 einmal in Berührung kommt. Diese Gegenkontakte sind durch Leitungen 11, 12, 13, 14 mit je einer beispielsweise aus Glühlampen 15, 16, 17, 18 gebildeten Signalvorrichtung sowie je einem den Anker eines Elektromagneten bildenden Stößel 21 verbunden. Diese Stößel bewegen je eine hydraulische Spannvorrichtung, die ebenfalls der Zahl der Kontakte 7, 8, 9, 10 entsprechend symmetrisch auf dem Arbeitstisch angeordnet sind.

In der Zeichnung ist die hydraulische Spannvorrichtung der Einfachheit halber nur einmal dargestellt. Die hydraulische Spannvorrichtung besteht aus dem Spannzylinder ■ 23, in dem ein Kolben 24 angeordnet ist, der mit einem Federungskörper 25 in Ver-, bindung steht. Die Kolbenstange 26 des Kolbens 24 ist an ihrem freien, aus dem Zylinder 25-herausragenden Ende mit einer gegen die Kolbenstangenachse geneigten Fläche 27 versehen, an der die Rolle 28 des mittels eines Zapfens 29 auf dem Arbeitstisch gelagerten, unter der Wirkung einer Rückstellfeder 30 stehenden und mit einer balligen Anlagejauche 31 versehenen Spannhebels 32 anliegt. _t Mit dem Arbeitstisch sind gemäß dem Beispiel vier Spannhebel 32, 35, 36, 37 mit ihren zugehörigen Spannmitteln 23, 22, 19, 20 angebracht. Die Kolbenstange 26 ist ferner 7» durch die Führungsrolle 33 abgestützt und im Inneren des Federungskörpers 25 von einer Feder 34 umgeben, die die Rückstellung des Kolbens 24 bewirkt. "*'

Der Zylinder 23 ist mit dem Gehäuse 42 des Kugelventils 38 über die Leitung 39 verbunden, in die die mit einem Absperrhahn 40 versehene Druckmittelzuflußleitung 41 mündet. An das Gehäuse 42 des Kugelventils 38 schließt sich das Führungsgehäuse 43 für den ■unter der Wirkung einer Feder 44 stehenden hydraulischen Stößel 45 an, der sich mit seinem einen Ende an den elektrischen Stößel 21 anlegt, während sein anderes mit Durchflußnuten 46 versehenes Ende 47 gegen die Ventilkugel 38 drückt. Der hydraulische Stößelschaft ist in der Mitte mit einer Ringnut 48 versehen, deren Kante 49 den Druckmittelabfluß nach dem sich an das Stößelführungsgehäuse 3 4 anschließenden und mit der Abflußleitung 50 in Verbindung stehenden windkesselartigen Druckmittelsammelraum5i regelt. Ferner ist das Stößelschaftführungsgehäuse 43 über die Leitung 52 mit dem Zylinder 53 verbunden, in dem eine an einem Federungskörper 54 befestigte Druckplatte 55 angeordnet ist, deren Hub durch den einstellbaren Anschlag 56 begrenzt wird.

Die Wirkungsweise der in Abb. 1 dargestellten Vorrichtung ist folgende: .-'

Vor dem Auflegen des Werkstückes 1 auf den Arbeitstisch wird der Absperrhahn 40 geöffnet, so daß durch die Leitungen 41, 39 das Druckmittel in das Ventilgehäuse 42 und den Spannzylinder 23 gelangen kann. Der Kolben 24. wird dabei so lange verschoben, bis seine Bewegung durch die Feder 34•aufgehalten wird und die Laufrolle 28 des Zentrierhebels 32 sich in ihrer Anfangslage befindet. Derselbe Vorgang wird gleichzeitig bei allen vorhandenen Zentrierhebeln 32, 35, 36, 37 ausgelöst. Sodann wird das Werkstück ι auf den Arbeitstisch aufgelegt und die Bohrstange 3 in Umdrehung versetzt. Durch die exzentrische, in Abb. 1 dargestellte Lage des Werkstückes 1 wird beispielsweise zuerst der Taster 4 an der Stelle .57 der Bohrung 2 mit dem Werkstück in Berührung kommen. Hierdurch wird ein Stromkreis geschlossen, und es geht ein Impuls von dem Kontakt 9 aus, der über die Leitung 13 die zugehörige Signallampe 17 zum Aufleuchten

bringt und den elektrischen Stößel 21 bewegt. Dieser wirkt seinerseits auf den "hydraulischen Stößel 45, der die Ventilkugel 3 8 anhebt. Hierdurch wird der Abfluß des unter dem Druck der Feder 34 stehenden Druckmittels aus dem Zylinder 23 so lange freigegeben/ bis der Kontakt 9 wieder unterbrochen ist. Der Druckmittelabfluß ist hierbei während der Kontaktdauer nur . über die Nuten 46, die

ίο Ringnut 48 und die Leitung 52 bis in den Zylinder 53 möglich, da der hydraulischle Stößel 45 in eingedrückter Stellung mit der Kante 49 das Stößelführungsgehäuse 43 abschließt. Ferner ist die bei jedem Kontakt-

\$ stoß abfließende Druckmittelmenge beliebig einstell- und regelbar, da mittels des Anschlages S 6_ der Hub der Druckplatte 5 5 und somit das Aufnahmevermögen des Zylinders 53 begrenzt werden kann·.

ao Nach Unterbrechung des Kontaktes 9 kehrt der Stößel 21 in seine Ruhelage zurück. Ihm folgt unter der Wirkung der Feder 44 der Stößel 45, wodurch das Kugelventil 3 8 geschlossen und nunmehr der" Abflußweg für das Druckmittel aus dem .Zylinder 53 über den Raum 51 und die Leitung 50 freigegeben wird. In !dieser Stellung ist die Vorrichtung in Abb. 1 dargestellt. Während des Druckmittelabflusses aus diem Zylinder 23 haben sich unter der Wirkung der Feder 34 der Spannkolben 24 und die Kolbenstange 26 um ein der Druckmittelmengenabnahme entsprechendes .geringes Maß zurückbewegt. Hierdurch ist die" Laufrolle 28 um ein ebenso geringes Maß durch die an dem Kolbenstangen-, lende angeordnete .schräge Fläche 27 in Richtung auf das Werkstück 1 verschoben worden, so daß das letztere von der balligen Fläche 31 des Zentrier hebeis 32 um ein geringes Maß weitergerückt worden ist. Die Neigung der schrägen Fläche 27 ist 'hierbei so gewählt, daß eine Rückwirkung vom Werkstück ι auf die Zentrier- oder Spannvorrichtung unmöglich ist. Die Kraftübertragung von der Fläche 27 auf 'die Rolle 28 ist also selbsthemmend ausgebildet. Diese Impulsfolge — Tasterkontakt, Stößelbewegung, Hebelfortschaltung —■ wiederholt sich so lange im Takte des Bohrspindelumlaufes, bis das Werkstück 1 an einer anderen, beispielsweise an der Stelle 58 mit dem Taster in Berührung kommt. Hierdurch wird nunmehr der der Berührungsstelle 58 gegenüberliegende Zentrierhebel 37 in Tätigkeit gesetzt:

Die Bewegung der den jeweiligen Kontaktstellen gegenüberliegenden Zentrierhebel 32, 3S> 36, 37 in Richtung gegen das Werkstück erfolgt so lange einzeln oder zu mehreren gemeinsam, bis alle Zentrierhebel an dem Werkstück 1 anliegen und der Taster auf dem ganzen Bohrungsumfang mit der Zentrierfläche in Berührung bleibt. Hierdurch wird aus den Zylindern 23 noch das Druckmittel so weit abgelassen, bis die Aufnahmefähigkeit der zugehörigen Zylinder 53 erschöpft ist. Das Werkstück 1 ist dann zentriert ^!und gespannt. Es kann bei gröberen Bearbeitungsweisen auch noch eine zusätzliche Festspannung vorgenommen werden, ohne daß die Gefahr besteht, das Werkstück aus seiner zentrischen Lage zu verrücken.

Diese Zentriervorrichtung kann sowohl für waagerecht liegende "als auch für senkrecht stehende Werkstücke verwendet werden. Für lange Werkstücke wird sich gewöhnlich die Anordnung von zwei derartigen Zentriervorrichtungen an den Enden des Werkstückes erforderlich machen.

In den Abb. 2 und 3 ist die Verwendbarkeit der neuen Zentriervorrichtung¹ für .an den Außenseiten eines Werkstückes liegende Meßbezugsflächen dargestellt. Als Werkstück W¹Urde hier beispielsweise ein Zahnrad 59 gewählt, an welchem die an sich für Meßzwecke bekannten Teilkreisrollen 60, 61, 62,, 63 mittels eines Bandes 64 gehalten werden. Diese Teilkreisrollen sollen hier als Meßbezugspunkte bzw. .als Angriffspunkte für die Zentrierhebel 32, 35, 36, 37 dienen. Für derartige am Außenumfang des Werkstückes go liegende Bezugsflächen oder Punkte wird der auf die Bohrspindel aufsteckbare Zentrierkopf 65 glockenförmig ausgebildet und trägt im Inneren der Glocke den an sich bekannten Taststift 66.»

Die Ausbildung und Wirkungsweise der Vorrichtung ist im 'einzelnen die gleiche, wie bereits zu Abb. 1 beschrieben. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die durch den Taster 66 in Wirkung gesetzten Hebel too 3²J 35> 36, 37 nicht der Berührungsstelle¹ gegenüberliegen, sondern an der gleichen Stelle wirken. Wie aus Abb. 2 und 3 ersichtlich, greift die Anlagefläche 31 des Zentrierhebels 32 dort an, wo die Berührung zwisehen Taster 66 'und Bezugsfläche 60 erfolgt. Um bei derartigen Werkstücken eine Um-. fangsverschiebung zu vermeiden, -wird man zweckmäßig eine Grobzentrierung mittels Zentrierstifte vorsehen. no

Außer zur Zentrierung von Zahnrädern, bei' denen man selbstverständlich auch den Zahnkranz als Bezugsfläche benutzen kann, eignet sich die letztbeschriebene Vorrichtung auch für alle anderen Werkstücke, deren Bohrung bezüglich einer Außenfläche genau zentrisch liegen muß.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, bei der in einfacher und zweckmäßiger Weise die Zentrierung von Werkstücken aller Art vollkommen- selbsttätig erfolgt.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι. Zentriervorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Feinbohrwerke, bei der zum Zentrieren des Werkstückes die zu bearbeitende Fläche oder eine andere Bezugsfläche durch einen umlaufenden elektrischen Fühler abgetastet wird, wobei dieser an der jeweiligen

   to Berührungsstelle mit dem Werkstück über den entsprechenden Kontakt eines Kontaktringes einen gegebenenfalls auch eine Signalvorrichtung bedienenden Stromkreis schließt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stromimpulse eine elektrische Steuervorrichtung zum Anspre* chen gebracht wird, welche die der jeweiligen. Berührungsstelle entsprechenden Mittel für die Verstellung der das Werkstück (1) auf dem Arbeitstisch ausrichtenden Spann- und Zentrierhebel (32,35 bis 27) i¹¹ Wirkung setzt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuervorrichtung aus einem Elektromagneten nebst Anker (21) besteht, der leinen abgefederten hydraulischen Stößel (45) bewegt, welcher seinerseits die Verschiebung eines die Zentrierhebel (32, 35 bis 37) verstellenden hydraulischen Spannaggregats (24,26) steuert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Spannaggregat (24,26) aus einem in dem Zylinder (23) geführten, unter der Wirkung einer Feder (34) stehenden Kolben (24) bestellt, dessen Kolbenstange (26) an ihrem freien, aus dem Zylinder (23) herausrägenden Ende mit einer gegen die Kolbenstangenachse geneigten Fläche (27) versehen ist, gegen die sich die Führungsrolle (28) des unter der Wirkung einer Rückstellkraft (30) stehenden, das Werkstück (1) verschiebenden und im Arbeitstisch gelagerten • Zentrierhebels (32) anlegt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannaggregat (24, 26) bei Außerbetriebsteilung des Zentrierhebels (32) unter der Wirkung eines Druckmittels steht, welches bei Stromschluß des zugehörigen Kontaktes (9) im Takte des Bohrstangenumlaufes abgelassen wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Entlastung des Kolbens (24) die durch das

   « Öffnen des Ventils (38) abfließende Druckmittelmenge durch Zusammenwirken eines Anschlages (55,56) und der den Abfluß aus dem Stößelführungsgehäuse (43) verschließenden Stößelkante (49) mengenmäßig regel- und einstellbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, 6g insbesondere für das Zentrieren von nach ihrer Außenfläche auszurichtenden Werkstücken, vorzugsweise Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende elektrische Fühler (66) im Innern einer das Werkstück umfassenden Abtastglocke (65) angebracht ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen