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DE2440303A1 - Vorrichtung zum anzeigen der winkelstellung eines drehbaren bauteils gegenueber einem ortsfesten bauteil - Google Patents

Vorrichtung zum anzeigen der winkelstellung eines drehbaren bauteils gegenueber einem ortsfesten bauteil

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DE2440303A1
DE2440303A1 DE2440303A DE2440303A DE2440303A1 DE 2440303 A1 DE2440303 A1 DE 2440303A1 DE 2440303 A DE2440303 A DE 2440303A DE 2440303 A DE2440303 A DE 2440303A DE 2440303 A1 DE2440303 A1 DE 2440303A1
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DE
Germany
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rotor
component
support
plate
resolver
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DE2440303A
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Orville W Ehrhardt
Daniel J Seichter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giddings and Lewis LLC
Original Assignee
Giddings and Lewis LLC
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Publication date
Application filed by Giddings and Lewis LLC filed Critical Giddings and Lewis LLC
Publication of DE2440303A1 publication Critical patent/DE2440303A1/de
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Meßwertwandler zum Anzeigen einer winkelstellung und betrifft insbesondere Meßwertwandler bzw. sogenannte Drehmelder, die es ermöglichen, bei einer Werkzeugmaschine einen drehbaren Arbeitstisch mit hoher Genauigkeit in eine vorbestimmte Winkelstellung zu bringen, und die jeweilige Winkelstellung anzuzeigen.
Die bis jetzt bekannten Meßwertwandler, die bei Werkzeugmaschinen dazu dienen, die jeweilige Winkelstellung eines Arbeitstisches anzuzeigen, nehmen viel Raum in Anspruch, sie sind kostspielig, und in vielen Fällen arbeiten sie nicht mit der erforderlichen Genauigkeit. Bei diesen bekannten Meßwertwandlern ist der drehbare Teil des Wandlers gewöhnlich auf Kugel- oder Rollenlagern gelagert. Werden solche Wandler bei den Tischen von Präzisionswerkzeugmaschinen verwendet, muß man eine relativ hohe Vorspannung auf die Lager des Wandlers aufbringen, damit eine ausreichende Starrheit erzielt wird, um das Auftreten einer zu großen Exzentrizität zu verhindern. Eine solche Vorspannung führt jedoch zu einer Vergrößerung der Lagerreibung und verursacht Ungenauigkeiten, die auf die Verwindung zurückzuführen ist, welche ihre Ursache darin hat, daß ein größeres Antriebsdrehmoment aufgebracht werden muß, um den Rotor dee Wandlers zu drehen.
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Ferner führt die "Verwendung von Kugel- oder Kollenla^ern bei solchen Meßwertwandlern zu relativ großen Abmessungen und einem hohen Gewicht, so daß es schwierig istr die Wandler beim Zusammenbau der Werkzeugmaschine zu handhaben; dies gilt insbesondere in Fällen, in deren der Wandler unter dem betreffenden. Tisch angeordnet werden muß»
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine v.andlerbaugruppe bzw. einen Meßwertwandler zu schaffen, der geeignet ist, Spannungssignale zu erzeugen, welche bei einer Werkzeugmaschine die Winkelstellung eines Arbeitstisches mit hoher Genauigkeit anzeigen, der wenig Raum beansprucht und ein geringes Gewicht hat, so daß er sich zum Gebrauch in Fällen eignet, in denen nur wenig ßeum verfügbar ist, der ferner wegen seiner geringeren Massenträgheit mit einer höheren Empfindlichkeit anspricht, bei dem während des Einbaus Ausrichtarbeiteη nur in einem minimalen Ausmaß durchgeführt zu werden brauchen, und bei dem die den kotor tragenden Lager so ausgebildet sind, daß es möglich ist, ein genaues Arbeiten zu gewährleisten, ohne daß schädliche Heibungskräfte zur V.irkung gebracht zu werden brauchen.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines mit einem Meßwertwandler bzw. Drehmelder nach der Erfindung ausgerüsteten drehbaren Arbeitstisches einer Werkzeugmaschine;
Fig. 2 einen vergrößerten senkrechten Teilschnitt des Drehtisches nach Fig. 1, in dem auch der Drehmelder dargestellt ist;
Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 ia Fig. 2;
Fig. 4- einen in einem noch größeren Maßstab gezeichneten Ausschnitt aus Fig. 2; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Antriebs- und Steuereinrichtung für den Drehtisch nach Fig. 1.
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In den Zeichnungen ist ein drehbarer Arbeitstisch, bzw. Drehtisch 11 dargestellt, der dazu bestimmt ist, eine starre Unterstützung für ein \;erkstück zu bilden, das mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden soll und der es ermöglicht, das Werkstück genau in vorbestimmte Stellungen zu drehen, damit bei einer einzigen Aufspannung verschiedene Seiten des Vverkstücks bearbeitet werden können» Im Vorliegenden Fall weist der Drehtisch 11 eine rechteckige Platte 20 auf, die auf einem' Unterbau 21 drehbar gelagert ist. Die Platte 20 ist mit einer ebenen, genau bearbeiteten Oberfläche versehen, die mehrere in Querabständen verteilte T-Nuten 26 aufweist, welche es ermöglichen, auf bekannte Weise Spanneinrichtungen zu befestigen, mittels welcher ein nicht dargestelltes Werkstück auf der Platte befestigt werden kann. Damit es möglich ist, die Platte 20 mit dem auf ihr aufgespannten Werkstück schrittweise zu drehen und es in eine vorbestimmte Lage zu bringen oder es bei Profilierarbeiten zu drehen, ist eine Antriebseinrichtung bekannter Art vorhanden. Im vorliegenden Fall gehören zu dieser Antriebseinrichtung ein Servoantrieb und eine Steuereinrichtung 29, die in Fig. 5 schematisch dargestellt sind.
Um die Platte 20 bei ihrer Drehbewegung gegenüber dem Unterbau 21 genau zu zentrieren, ist die Platte in der Mitte mit einem Lagerzapfen 22 versehen, der in einem hydrostatischen Lager 31 gelagert ist. Gemäß Fig. 2 ist der Lagerzapfen 22 in einer zentralen Stufenbohrung 24 der Platte 20 angeordnet und mit der Platte durch Kopfschrauben 25 fest verbunden«, Zu dem hydrostatischen Lager 31 gehört eine stehend angeordnete zylindrische Nabe 32, die mit dem Unterbau 21 durch Kopfschrauben 34 fest verbunden ist, welche von unten nach oben durch den Unterbau ragen« Die Nabe 32 umschließt einen äußeren zylindrischen Abschnitt 35 des Lagerzapfens 22 und ist an beiden Enden mit Stegen 36 versehen, die mehrere hydrostatische Lagerkammern am Umfang des zylindrischen Lagerzapf enabschnitv s 35 abgrenzen. Diesen Lagerkammern wird Drucköl über Kanäle 38 zugeführt, die sich durch die Habe 32 erstrecken und durch Rohrleitungen 39 mit einer Druckölcuelle verbunden sind. In eine Bohrungserweiterung 41 an
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der Oberseite des Unterbaus 21 ist ein Dichtungs- und Führungsring 40 fest eingebaut, der durch den ihn überlappenden inneren unteren Rand der Habe 52 in seiner Lage gehalten wird. Es sei bemerkt, daß zur !erleichterung der Drehbewegung der Platte 20 gegenüber dem Unterbau entsprechende Lager z?;ischen der Platte und dem Unterbau in einem größeren radialen Abstand von dem Lagerzapfen 22 angeordnet sind. Eine solche Lagerung für die Platte eines Arbeitstisches ist in der U.S.A.-Patentanmeldung 241 724 vom 6. April 1972 beschrieben.
Damit es möglich ist, die Vvinkelstellung der Platte gegenüber dem Unterbau 21 festzulegen und anzuzeigen, ist in einer Aussparung 46 auf der Unterseite des Unterbaus ein Drehmelder 45 angeordnet, zu dem eine mit dem Unterbau 21 gemäß Fig. 2 durch mehrere in Umfangsabständen verteilte Schrauben 49 verbundene ortsfeste Unterstützung 48 und eine an der Unterseite dieser Unterstützung mittels Schrauben 51 befestigte flache Statorplatte 50 gehören. Ferner ist gemäß Fig. 4 ein Rotor 52 vorhanden, der einen Nabenabschnitt 54 aufweist, und mit dem Habenabschnitt ist durch Schrauben 56 eine flache Platte 55 fest verbunden; der Rotor 52 ist in der Unterstützung 48 gelagert und mit einem zylindrischen Schaftabschnitt 58 am unteren Ende des Lagerzapfens 22 durch eine flexible Antriebskupplung 59 verbunden, so daß er sich zusammen mit der Platte 20 gegenüber dem Stator 50 und der Unterstützung 48. drehen kann. Der Nabenabschnitt 54 des Rotors ist so unterstützt, daß er der Statorplatte 50 benachbart ist, und daß dazwischen ein enger Luftspalt vorhanden ist. Um den Wandler 45 gegen Staub und andere Fremdstoffe zu schützen, ist gemäß Fig. 4- eine abnehmbare Deckplatte 60 vorhanden,welche die den Wandler enthaltende Aussparung 46 des Unterbaus 21 verschließt.
Zu der Antriebskupplung 59 gehören ein flexibles Kupplungsteil 64, ein Verlangerungsteil 65, ein Keil 66 und eine Spannschraube 68, und hierbei ist die Anordnung dersart, daß die Tischplatte 20 kleine axiale Bewegungen gegenüber dem Unterbau 21 ausführen kann, und daß es möglich ist, Fluchtungsfehler zwischen den Drehachsen der Platte 20 und
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des Wandlerrotors 52 auszugleichen. Um die Antriebskupplung 59 mit dem Eotor 52 zu verbinden, ist gemäß i'ig. l4 eine Mitnehmerplatte 61 mittels zwei der kopfschrauben 56 fest in eine zentrale Öffnung der Rotorplatte 55 eingebaut, und diese Mitnehmerplatte weist einen gegabelten zentralen Ansatz 62 auf, der sich in enger Anlage an der zylindrischen Bohrung, des Sabenabschnitts 54· nach oben erstreckt. Das untere Ende des flexiblen Kupplungsteils 64 .ist fest in eine zentrale Bohrung der ikitnehmerplatte 62 eingebaut und mit der •Mitnehmerplatte durch einen Querstift 69 drehfest verbunden. Das Verlängerungsteil 65 hat eine zylindrische Form, und sein unteres Ende ist mit dem oberen Ende des flexiblen Kupplungsteils 64 durch einen Querstift 70 drehfest verbunden, während das obere Ende des Verlängerungsteils in eine axiale Bohrung 71 des Schaftabschnitts 58 des Lagerzapfens 22 hineinragt« Das onere Ende des Verlängerungsteils 65 ist mit einer konischen Bohrung 72 versehen, mit welcher der konische Keil zusammenarbeitet, und die Spannschraube 68 ragt mit einem Spielraum durch eine axiale Bohrung 67 des Keils 66 und ist in eine axiale Gewindebohrung des Verlängerungsteils 65 eingeschraubt. Durch entsprechendes Verstellen der Spannschraube 68 ist es möglich, den Keil 66 mehr oder weniger weit in die konische Bohrung 72 hineinzuziehen, um die Außenfläche des oberen Endes des Verlängerungsteils 65 so aufzuspreizen, daß der gewünschte Reibungsschluß zwischen dem Verlangerungsteil 65 und dem Lagerzapfen 22 hergestellt wird. Um eine unbeabsichtigte Überbeanspruchung der Wände des Verlängerungsteils 65 durch den Keil 66 zu verhindern, ist am unteren Ende der konischen Bohrung 72 eine Ringschulter 72a?angeordnet, welche die Abwärtsbewegung des Keils gegenüber dem Verlängerungsteil begrenzt. Die Bohrung 67 des Keils 66 ist so weit, daß zwischen ihr und der Spannschraube 68 ein Spielraum voi> handen ist, und sie ist vorzugsweise mit Gewinde versehen, so daß es nach dem Entfernen der Spannschraube 68 möglich ist, in sie vom oberen Ende des Lagerzapfens 22"aus eine durch eine zentrale Bohrung 22a des Lagerzapfens geführte Abziehschraube einzuschrauben, mittels welcher der Keil 66 gegenüber der konischen Bohrung 72 zurückgezogen werden kann,
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um im Bedarfsfall den lueibungsschluß zwischen dem Verlängerungsteil 65 und dem Lagerzapfen 22 zu losen«
Die Hotorplatte 55 und die Statorplatte 50 sind mit einer auf bekannte Weise ausgebildeten elektrischen Einrichtung zum Anteigen und Messen der Winkelstellung versehen, z.B. mit der Einrichtung, die unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Inductosyn" erhältlich ist. Bei einer solchen Einrichtung tragen die einander zugewandten Flächen 50a und 55a der Statorplatte 50 bzw. der Eotorplatte 55 Jeweils einen Satz von miteinander verbundenen haarnadelförmigen Leitern. Gemäß Fig. 4 sind zwei Drahtleitungen 76a vorhanden, die es ermöglichen, den Leitern des Stators 50 ein Eingangssignal zuzuführen. Die in den Leitern des Botors erscheinende Ausgangsspannung, die bei einer ^Relativbewegung der Platten 50 und entsteht, wird durch einen Drehtransformator oder Dynamotor 75 übertragen, der in der Eotorplatte 55 angeordnete Primärwicklungen 75a und in der Statorplatte 50 angeordnete Sekundärwicklungen 75b aufweist. Zwei Leiter 76b übertragen das Ausgangssignal des Dynamotors 75 zu der Steuereinrichtung 29 nach Fig. 5» die es ermöglicht, mit Hilfe eines Servoantriebs 28 eine vorbestimmte Stellung der Platte 20 und des Eotors 52 festzulegen·
Die Wirkungsweise des Servoantriebs 28, der Steuereinrichtung 29 und des Drehmelders 45 in Verbindung mit dem Tisch 20 ist aus Fig. 5 ersichtlich· Zu dem Servoantrieb 28 gehören gemäß Fig. 5 ein Motor 28a, ein Zahnradgetriebe 28b und ein Ritzel 28c, das in Eingriff mit der Platte 20 des Tisches 11 steht. Die Steuereinrichtung 29 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie es ermöglicht, den Tischantrieb 28 so zu steuern, daß der Tisch 11 mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit gedreht wird, wie es z.B. bei Profilierungsarbeiten erforderlich sein würde, oder daß der Tisch gedreht wird, bis er eine bestimmte Winkelstellung erreicht hat, bei welcher ein Werkstück bearbeitet werden soll. Zu diesem Zweck werden Befehlssignale, die mittels einer numerischen Steuereinrichtung 73 einer Streifenleseeinrichtung 72J- der Steuereinrichtung 29 entnommen werden, über die Leitungen 76* den
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haarnadelförmigen Leitern des Stators 50 des Drehmelders zugeführt. Das in den Leitern des Stators 50 erscheinende Befehlsspannungssignal bewirkt, daß ein Spannungssignal in den haarnadelförmigen Leitern des Rotors 55 erzeugt wird. Der Pegel und das Vorzeichen dieses Signals richtet sich nach der relativen Stellung der Leiter des Stators und des Rotors sowie dem Pegel des Befehlssignals. Die in den Leitern des Rotors erzeugte Spannung wird über den Dynamotor 75 und die Leitungen 76b der numerischen Steuereinrichtung 73 als Rückkopplungssignal des Drehmelders zugeführt* Das über die Leitungen 76b zugeführte Rückkopplungssignal wird in der numerischen Steuereinrichtung 73 auf bekannte Weise verarbeitet, um in einer Leitung 77 ein Stellungsfehlersignal erscheinen zu lassen, das dann durch einen Verstärker 78 verstärkt wird und dazu dient, den Servoantrieb 28 zu steuern. Ein durch den Servoantrieb 28 angetriebenes Tachometer 79 bildet eine den Motor 28a und den Verstärker 78 überbrückende Greschwindigkeits-Rückkopplungsschleife, die dazu dient, die Vorschubdrehzahl des Motors zu regeln und die Steifigkeit des Antriebes zu verbessern.
Zwar sind theoretisch die bekannten Drehmelder der Bauart "Inductosyn" geeignet, die Winkelstellung eines Tisches mit hoher Genauigkeit festzulegen und anzuzeigen, doch ist es beim praktischen Einsatz solcher Drehmelder erforderlich, einen möglichst engen konstanten Spalt zwischen der Rotorplatte und der Statorplatte und eine genaue axiale Fluchtung der beiden Platten aufrechtzuerhalten. Bis jetzt ist es nicht möglich, diesen Abstand und die axiale Fluchtung bei den Teilen eines Drehmelders genau aufrechtzuerhalten, ohne die den Rotor tragenden Lager in einem erheblichen Ausmaß vorzuspannen, so daß ein unerwünschter Reibungswiderstand auftritt. Ferner ist es bei den bekannten Drehmeldern nur möplich, die richtige Lage der Lagerteile beim endgültigen Zusammenbau der betreffenden Maschine durch Versuche zu bestimmen, und dieses Vorgehen erweist sich nicht nur als zeitraubend, sondern es werden auch häufig nicht die gewünschten i^r^ebnisse erzielt.
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Gemäß der Erfindung werden hydrostatische Lagereinrichtungen verwendet, um den Rotor des Drehmelders starr und genau so zu unterstützen, daß er möglichst reibungsfrei gegenüber dem Stator bewegbar ist, so daß es mit Hilfe des Drehmelders möglich ist, den Arbeitstisch der Werkzeugmaschine mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit in die gewünschte Winkelstellung zu bringen» Gemäß Fig. 2 und 4 ist bei dem * dargestellten Ausführungsbeispiel die Eotornabe 54 drehbar in einander gegenüberliegenden hydrostatischen Drucklagern und 81 sowie einem hydrostatischen Radiallager 82 gelagert. Zu diesem Zweck weist die ortsfeste Unterstützung 48 einen nach oben ragenden zylindrischen Abschnitt 84 auf, der mit einer zylindrischen Innenfläche 82a und an seinen Enden mit Ringflächen 80a und 81a versehen ist. Jede der Flächen 80a, 81a und 82a weist eine ringförmige Aussparung 80b bzw. 81b bzw. 82b auf, und gemäß Fig. 4 ist der zylindrische Ansatz mit Luftzuführungskanälen 90 und $M versehen, die zu den genannten Aussparungen oder Ringnuten führen. Im vorliegenden Fall verbinden mehrere Längskanäle 90 die Ringnuten 80b und 81b an den Stirnflächen des zylindrischen Ansatzes 84 miteinander, und radiale Kanäle 91 erstrecken sich zwischen den Längskanälen 90 einerseits und der Ringnut 82b an der zylindrischen Innenfläche 82a. In den Ansatz 84 sind zwei Druckluftleitungen 92 eingeschraubt, damit den Kanälen 90 und 91 Druckluft zugeführt werden kann. Um die jedem der Lager 80, 81 und 82 zuzuführende Druckluft zuzumessen, ist mit jeder der drei Flächen 80a, 81a, 82a eine relativ dünne, poröse, aus Kohle hergestellte Lagerauskleidung 94 z.B. mit Hilfe eines Klebstoffs verbunden·
Der Nabenabschnitt 54 des Rotors 52 weist eine äußere zylindrische Umfangsfläche 97 sowie Ringflächen 95 und 96 auf, die in enger Anlage mit den ihnen benachbarten Flächen der Lagerauskleidungen 94 aus Kohle zusammenarbeiten. Um das Anbringen des Rotors 52 an der Unterstützung 48 zu erleichtern, ist die Nabe 54 zweiteilig ausgebildet und mit einem Flanschabschnitt 54a versehen, an dem die eine Ringfläche 95 ausgebildet ist, während der Hauptabschnitt der Nabe die zylindrische Fläche 97 aufweist; mit dem oberen Ende des zylin-
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drischen Abschnitts 54 ist durch Kopf schrauben 98 ein abnehmbarer radialer flansch 54b verbunden, an dem die zweite Ringflache 96 ausgebildet ist« Damit es möglich ist, einen hydrostatischen Luftfilm zu erzeugen, ist zwischen den verschiedenen Lagerflächen auf jeder Seite ein Spalt vorhanden, dessen Breite vorzugsweise etwa 0,005 ^n beträgt.
Ist der Rotor 52 auf der Unterstützung 48 montiert, und wird den Kanälen 90 und 91 Druckluft zugeführt, wird der Rotor an jeder der Flächen 95> 96 und 97 in einem sehr kleinen Abstand von den Lagerauskleidungen 94 durch ein dünnes Luftpolster abgestützt, so daß er praktisch reibungsfrei drehbar gelagert ist0 Es hat sich gezeigt, daß es mit Hilfe solcher hydrostatischer Lager möglich ist, den Rotor 52 genau und starr in einem konstanten Abstand von dem Stator 50 zu unterstützen, und daß es die praktisch reibungsfreie Lagerung dem Rotor außerdem ermöglicht, jeder Bewegung des Tisches 20 ohne eine unerwünschte Verzögerung oder Nacheilung zu folgen. Da es nicht erforderlich ist, Rollen- oder Kugellager vorzusehen, ist es ferner möglich, das Gewicht und die Abmessungen des Drehmelders in einem erheblichen Ausmaß zu verringern, so daß sich der Drehmelder auch in Fällen verwenden läßt, in denen nur ein begrenzter Raum verfügbar ist, und daß sich die Empfindlichkeit des Drehmelders wegen seiner geringeren Massenträgheit verbessert. Da die Lagerung mit Hilfe von Druckluft die Genauigkeit des Drehmelders nicht beeinträchtigt, ergibt sich für die Lagebestimmung des Werkstücks auf •dem Tisch eine entsprechende hohe Genauigkeit. Der Drehmelder nach der Erfindung ermöglicht es somit, die jeweilige Winkelstellung des Arbeitstisches einer Werkzeugmaschine im Vergleich zu den bis jetzt bekannten Drehmeldern mit einer erheblich höheren Genauigkeit zu bestimmen. Beispielsweise haben Versuche gezeigt, daß es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Drehmelders auf reproduzierbare Weise möglich ist, einen drehbaren Arbeitstisch mit einem Gewicht von etwa 10 000 kg und einem Durchmesser von etwa 2450 mm mit einer Senauigkeit von +1 Bogensekunde in die gewünschte Winkelstellung zu · bringene Am Umfang des Tisches entspricht diese Positionierungstoleranz einer Strecke von etwa 0,0058 mm.
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Die hydrostatischen Lager nach der Erfindung lassen sich ferner mit einem minimalen Zeit- und Arbeitsaufwand genau zusammenbauen und ausrichten« Praktisch ist es sogar möglich, die endgültige Verbindung zwischen der Antriebskupplung für den Drehmelder und dem Lagerzapfen des Tisches ohne bichtkontrölle herzustellen, wie es gewöhnlich dann erforderlich ist, wenn der Drehmelder unter dem Arbeitstisch angeordnet ist« Schließlich läßt sich die beschriebene Anordnung entsprechend leicht zerlegen.
Der Drehmelder kann z.B. in der nachstehend beschriebenen Weise zusammengebaut werden. Vorzugsweise wird zuerst die Antriebskupplung 59 auf der Werkbank zusammengebaut. Das Verlängerungsteil 65 wird mit einem Ende des flexiblen Kupplungsteils 64 verstiftet, und die Mitnehmerplatte 61 wird mit dem anderen Ende des Kupplungsteils verstifteto Gemäß Figo 4 kann man Klemmschrauben 100 und 101 benutzen, um diese Teile zeitweilig zusammenzuhalten, bis die Stifte 69 und 70 eingebaut worden sind. Dann wird der Keil 66 mit dem Verlängerungsteil 65 durch die Spannschraube 68 locker verbunden.
Nunmehr wird der Drehmelder 4-5 mit der Unterstützung 48, der Nabe 54, der Statorplatte 50 und der Rotorplatte 55 zeitweilig unter dem Lagerzapfen 22 angeordnet. Zu diesem Zweck kann man den Drehmelder auf einen Führungεdorn auf- ' setzen, der in die Bohrung 71 am unteren Ende des Lagerzapfens 22 eingeführt werden kann, und der sich zeitweilig mit Hilfe einer Spannschraube festlegen läßt, die von oben nach unten durch den Lagerzapfen ragt„ Nachdem der Drehmelder mit Hilfe des Führungsdorns in die gewünschte Lage gebracht worden ist, werden Schraubenlöcher zum Befestigen der Unterstützung 48 an dem Unterbau 21 dadurch, in ihrer Lage bestimmt, daß der Bohrer durch die Befestigungslöcher der Unterstützung geführt wird, um die Löcher zu bohren. Jetzt kann man den Drehmelder mit Hilfe der Befestigungsschrauben 49 nach Fig. 2 locker befestigen und dann den Führungsdorn entfernen. Hierauf kann man den Drehmelder 45 radial verstellen, um die zentrale Bohrung der Nabe 54 auf die Achse des Lagerzapfens auszurichten, und zwar vorzugsweise mit einer Genauigkeit von
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mindestens O,OCO25 "Τ.ΤοΙίο"; hierbei wird die Lage des Drehmelders durch ein elektronisches Anzeigegerät angezeigt, das am unteren Ende des Lagerzapfens 22 befestigt wird und mit der iohrung der Nabe 54 zusammenarbeitet. Hierbei wird den hydrostatischen Lagern des Tisches 20 und des Drehmelders 45 Drucköl bzw„ Druckluft zugeführt, und der Eotor 55 wird festgezogen. Der radiale Spielraum zwischen den Befestigungslöchern der Unterstützung 48 und den Kopfschrauben 49 ermöglicht eine begrenzte, jedoch ausreichende radiale Verstellung der Unterstützung gegenüber dem Unterbau 21, so daß der Drehmelder axial auf den Lagerzapfen ausgerichtet werden kann. Nach dem Ausrichten des Drehmelders werden die Kopfschrauben 48 festgezogen, um die Unterstützung 48 starr mit dem Unterbau 21 zu verbinden.
Nunmehr kann man die Antriebskupplung 59 in ihre endgültige Lage bringen und die Mitnehmerplatte 61 durch die Kopfschrauben 56 gemäß Fig. 4 mit der Nabe 54 des Eotors verbinden, bchließlich wird die Spannschraube 68 vorzugsweise mit einem Drehmoment von etwa 85 cmkg festgezogen, um den Keil zu veranlassen, den oberen Teil der Wand des Verlängerungsteils 65 aufzuspreizen und so einen Reibungsschluß zwischen der Antriebskupplung 59 und dem Lagerzapfen 22 herzustellen Dieses "Verfahren zum Einbauen des Drehmelders 45 gewährleistet eine einwandfreie axiale Ausrichtung des Drehmelders auf die Drehachse des Tisches 20, so daß die Genauigkeit erzielt wird, die mit Hilfe eines Drehmelders der Bauart "Inductosyn" erreichbar ist.
Zwar ist der erfindungsgemäße Drehmelder insbesondere zum Positionieren der Tische von Werkzeugmaschinen geeignet, doch läßt er sich natürlich auch in anderen Fällen benutzen, um relativ zueinander drehbare Bauteile zu position!erenβ
Ansprüche: 509810/0311

Claims (4)

A N SPRÜCHE
1. Meßwertumwandler bzw, Drehmelder zum Anzeigen der -Winkelstellung eines drehbaren Bauteils gegenüber einem Unterbau, auf dem das Bauteil drehbar gelagert ist, gekennzeichnet durch eine in dem Unterbau (21) angeordnete ortsfeste Unterstützung (46), eine an der ortsfesten Unterstützung befestigte Statorplatte (50), einen Rotor (52) mit einer in einem kleinen Abstand von der Statorplatte angeordneten Flatte (55)» der eine äußere zylindrische Lagerfläche (97) und an jedem Ende eine radial nach außen verlaufende Ringfläche (95» 96) aufweist, hydrostatische Lager, die der ortsfesten Unterstützung zugeordnet sind und dazu dienen, den Rotor gegenüber der Unterstützung im wesentlichen reibungsfrei drehbar zu lagern, und zu denen ein hydrostatisches Radiallager (82) zum Unterstützen der zylindrischen Fläche des Rotors sowie hydrostatische Drucklager (80, 81) zum Unterstützen jeder der beiden Ringflächen gehören, eine Einrichtung (59)j die den Rotor drehfest mit dem genannten Bauteil (20) verbindet, sowie durch eine elektrische Steuereinrichtung, zu der ein erster Satz von auf der Statorplatte angeordneten elektrischen Leitern und ein zweiter Satz von auf der Rotorplatte in einem kleinen Abstand von dem ersten Satz angeordneten elektrischen Leitern zum Anzeigen der Winkelstellung der Rotorplatte gegenüber der Statorplatte gehören.
2. Drehmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine poröse Auskleidung (94) nahe der zylindrischen Fläche (97) und jeder der Ringflächen (95j 96) der ortsfesten Unterstützung (48) befestigt ist und dazu dient, den hydrostatischen Lagern (80, 81, 82) zuzuführende Druckluft zu dosieren.
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3. Drehmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Luftkanale vorhanden sind, zu denen mehrere sich in der Längsrichtung zwischen den Hingflächen (95» 96) der ortsfesten Unterstützung (48) erstreckende Kanäle (90) und mehrere diese Kanäle mit der zylindrischen Fläche (82a) der ortsfesten Unterstützung verbindende Kanäle (91) gehören»
4. Drehmelder nach Anspruch 3» dadurch g e k e .η η zeichnet, daß zu der Wabe (54) ein mit einem Flansch versehenes Bauteil (54a) gehört, das mit der zylindrischen Eotorfläche (97) versehen ist, und eine der Ringflächen (95) aufweist, sowie ein nach Bedarf abnehmbarer, radial nach außen ragender Flansch (54b), an dem die andere Ringfläche (96) des Rotors (52) ausgebildet, ist«
5ο Meßwertwandler bzw» Drehmelder zum Anzeigen der Winkelstellung eines drehbaren Bauteils gegenüber einem Unterbau, auf dem das Bauteil drehbar gelagert ist, gekennzeichnet durch eine in dem Unterbau (21) angeordnete ortsfeste Unterstützung (48) mit einer zylindrischen Innenfläche (82a) und zwei radial verlaufenden Ringflächen (80a, 81a) an den Enden der zylindrischen Fläche, wobei die ortsfeste Unterstützung Kanäle (90, 91) aufweist, die einen Einlaß mit der zylindrischen Fläche und d*en radialen Ringflächen verbinden, eine an der ortsfesten Unterstützung befestigte Statorplatte (50), einen Rotor (52) mit einer in einem kleinen Abstand von der Statorplatte angeordneten Platte (55) und einer Nabe (54), die eine zylindrische Umfangsflache (97) und zwei radial verlaufende Ringflächen (95» 96) aufweist, wobei die genannten Flächen der Nabe jeweils in einem kleinen Abstand von den dazu passxnden Flächen der ortsfesten Unterstützung angeordnet sind, Einrichtungen (92) zum Zuführen von Druckluft zu dem Einlaß der ortsfesten Unterstützung derart, daß die Wirkung eines hydrostatischen Lagers zwischen der zylindrischen Fläche und den Ringflächen der ortsfesten Unterstützμng einerseits und den dazu passenden Flächen des Rotors andererseits hervorgerufen wird, ua den Rotor gegenüber der Unterstützung im wesentlichen reibungsfrei drehbar zu
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lagern, eine Einrichtung (59) zum ^erstellen einer drehfesten Verbindung zwischen dem Rotor und dem genannten Bauteil (20) sowie durch eine elektrische Steuereinrichtung mit einem ersten Satz von auf der Statorplatte angeordneten elektrischen -Leitern und einem zweiten Satz von auf der Rotorplatte in einem kleinen Abstand von den Leitern des ersten Satzes angeordneten elektrischen Leitern zum Anzeigen der jeweiligen Winkelstellung der Rotorplatte gegenüber der Statorplatte< >
6ο Drehmelder nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (59) zum Kuppeln des Rotors (52) mit dem genannten Bauteil (20) einen Iteibungsschluß zwischen dem Rotor und dem drehbaren Bauteil herstellt und flexibel ist, um geringe Fluchtungsfehler zwischen den Drehachsen des genannten Bauteils und des Rotors ausgleichen zu können.
7« Drehmelder nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß zu der Kupplungseinrichtung (59) ein flexibles Kupplungsteil (64) gehört, das an einem Ende mit dem Rotor (52) drehfest verbunden ist und an seinem anderen Ende mit einem Verlängerungsteil (65) versehen ist, das in eine axiale Bohrung (71) des drehbaren Bauteils (20) hineinragt, daß das Verlange rungs teil an seinem äußeren Ende eine sich" nach innen verjüngende axiale Bohrung (72) auf v/eist, daß in dieser Bohrung ein Keil (68) angeordnet ist, und daß eine Einrichtung (68) vorhanden ist, die es nach Bedarf ermöglicht, den Keil in die konische Bohrung des Verlängerungsteils hineinzuziehen, um die äußere Umfangsfläche des Verlängerungsteils aufzuspreizen und so den gewünschten Reibungsschluß zwischen dem Verlängerungsteil und dem genannten drehbaren Bauteil herzustellen.
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DE2440303A 1973-08-30 1974-08-22 Drehtisch einer Werkzeugmaschine mit einem Drehmelder zur Anzeige der Drehstellung des Drehtisches Expired DE2440303C2 (de)

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