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Die vorliegende Anmeldung ist zusammen mit EP-A-0 340 272
der gleichen Anmelderin und mit gleicher Priorität anhängig
und beansprucht in dieser Anmeldung erläuterte Gegenstände.
Insbesondere beansprucht EP-A-0 340 272 eine Vorrichtung
zum Prüfen von Werkstücken mit einer besonderen Anordnung
und Befestigung zwischen der das Werkstück abstützenden
Trageinrichtung, ferner eine Stützeinrichtung mit
Gewichtsausgleich, die um eine waagerechte Achse drehbar ist und
einen Rahmen aufweist, und am Rahmen befestigte
Meßeinrichtungen, die mit der Stützeinrichtung in und aus einer
Meßposition bewegbar sind, um in Anlage an das Werkstück in
eine Richtung zu gelangen, die im wesentlichen horizontal
tangential zum Werkstück ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Prüfen von Werkstückabmessungen mit einer Stützeinrichtung,
einer Referenz- und Trageinrichtung, die mit der
Stützeinrichtung verbunden ist zum Abstützen und Positionieren des
zu prüfenden Werkstückes, mit einem Haupttragrahmen an der
Stützeinrichtung, einem weiteren langen Tragrahmen an dem
Haupttragrahmen, einer Befestigung zum Befestigen des
Haupttragrahmens an der Stützeinrichtung und des
zusätzlichen Tragrahmens an dem Haupttragrahmen, wobei die
Befestigung eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des
zusätzlichen Tragrahmens an dem Haupttragrahmen aufweist,
im wesentlichen in einem singulären Bereich des
zusätzlichen Tragrahmens und mit Meßeinrichtungen, bestehend aus
ersten Meßeinrichtungen am Haupttragrahmen und zweiten
Meßeinrichtungen, die längs des zusätzlichen Tragrahmens
befestigt sind, und mehrere Meßeinheiten aufweisen, um
entsprechende Meßsignale zu erzeugen, die zum Ausführen
kombinierter Messungen verarbeitet werden.
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US-A-4 233 744 Possati betrifft eine Meßbank mit einer
Stützeinrichtung, die eine Einrichtung zum Zentrieren und
als mechanische Referenz für ein zu prüfendes Werkstück
aufweist. Ein Tragrahmen besteht aus einer Platte mit drei
Führungsschlitzen, die an der Stützeinrichtung mit drei
Verbindungselementen befestigt ist, die einen flexiblen
Abschnitt aufweisen und an entfernten Stellen voneinander
angeordnet sind, um die Übertragung von Kräften und
Deformationen aus der Stückeinrichtung auf die Platte zu
verringern.
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Die Platte trägt mehrere Meßköpfe und jeder ist mit der
Platte über mehrere beabstandete Schrauben verbunden, die
durch eine der Schlitze greifen. Die Meßbank dient zum
Prüfen, statisch oder dynamisch, von Innendurchmessern,
Außendurchmessern und anderen Abmessungen, insbesondere
durch Kombinieren der Signale verschiedener Meßköpfe.
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Bei dieser bekannten Meßbank ist infolge der Größe und der
Anordnung der Platte und Ihrer Befestigung an der
Stützeinrichtung sowie auch im Hinblick auf die möglicherweise hohe
Anzahl von Meßköpfen, die an der Platte befestigt sind, die
Platte immer noch erheblichen Kräften und Deformationen
ausgesetzt, die die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der
Messungen, insbesondere bei kombinierten Messungen
nachteilig beeinflussen können.
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FR-A-1 507 371 erläutert eine modulare Einrichtung zum
Prüfen von Werkstückabmessungen, insbesondere von linearen
Abmessungen rotationssymmetrischer Werkstücke. Die modularen
Komponenten der Vorrichtung bestehen aus Basisplatten mit
Schlitzen zum Positionieren und Befestigen anderer
Komponenten einschließlich Auflagen um die Position des zu
prüfenden
Werkstückes zu bestimmen, sowie Träger und Schlitten
zum Anordnen von Meßeinrichtungen und/oder zum Befestigen
von Rahmen, an denen eine oder mehrere Meßeinrichtungen
einstellbar angeordnet sind.
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In einer bestimmten Ausführungsform trägt eine Basisplatte
zwei V-Blöcke zum Abstützen der Werkstückes und eine
zylindrische Stange zum Tragen mehrerer Meßköpfe, die längs der
Stange einstellbar sind. Die Stange ist an der Basisplatte
mit zwei Trägern befestigt, die mit den Enden der Stange und
beabstandeten Zonen auf einer Seite der Basisplatte
verbunden sind.
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In einer anderen Ausführungsform trägt eine Basisplatte
einen horizontalen Schlitten zum Verschieben des
Werkstükkes in eine Meßposition und erste und zweite
Meßeinrichtungen an entsprechenden Trägern. Insbesondere ist eine
senkrechte Stange an der Basisplatte befestigt und trägt die
ersten Meßeinrichtungen, und die zweiten Meßeinrichtungen
sind von einem länglichen Rahmen getragen, der mit der
senkrechten Stange über ein Befestigungselement
verschiebbar verbunden ist. Die zweite Meßeinrichtung besteht aus
mehreren Meßeinheiten zum Ausführen kombinierter Messungen.
Diese Meßeinrichtungen werden gleichzeitig in Anlage an das
Werkstück gebracht, in dem der Längsrahmen vertikal
gegenüber der vertikalen Stange verschoben wird.
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US-A-3 905 116 betrifft eine Vorrichtung zum Ausmessen von
Kurbelwellen mit einer Basis und zwei Reitstöcken, die an
der Basis befestigt sind und die Kurbelwelle an ihren Enden
stützen, sowie einen auf Schienen parallel zur
Kurbelwellenachse angeordneten Schlitten. Ein Meßsystem mit einer
Skala und digitalen Anzeige liefert ein Signal entsprechend
der Position des Schlittens gegenüber einem Basispunkt. Der
Schlitten trägt mittels zweier Zapfenlager einen Meßfühler
mit einem verschiebbaren Schaft, der an einem Ende eine
de eine Spitze hat, um nacheinander verschiedene Flächen
der Kurbelwelle zu kontaktieren, um mittels des Meßsystems
axiale Meßpunkte und Abstände der Kurbelwellenflächen zu
bestim-men.
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US-A- 3 011 780 betrifft eine universale Meßeinrichtung mit
einem Bett, das Trage- und Referenzmittel aufweist, mit
einem einstellbaren Finger und einem einstellbaren
Stopglied zum Positionieren des zu messenden Werkstückes. Die
Messungen werden mittels zweier Zeiger Meßeinrichtungen
vorgenommen, die an getrennten und beabstandeten
Befestigungsteilen vorgesehen sind, die an dem Bett befestigt sind
und eine Einstellung der Positionen der
Zeigermeßeinrichtungen ermöglichen.
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Die Erfindung soll die Nachteile des Standes der Technik
vermeiden, und soll eine Vorrichtung schaffen, bei der die
Meßeinrichtungen - insbesondere die Meßeinrichtungen zum
Erzeugen von Signalen, die zum Ausführen kombinierter
Messungen verarbeitet werden - von einem Tragrahmen getragen
sind, auf den möglichst geringe Kräfte und Deformationen
einwirken, die eine Veränderung der Anordnung der
Meßeinrichtungen verursachen könnten.
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Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Prüfen von
Werkstoffabmessungen vorgesehen, die aufweist eine
Stützeinrichtung, Referenz- und Trageinrichtungen, die an der
Stützeinrichtung befestigt sind, um das zu prüfende
Werkstück abzustützen und zu positionieren, einen
Haupttragrahmen, der von der Stützeinrichtung getragen ist, einen
länglichen zusätzlichen Tragrahmen, der von dem Tragrahmen
getragen ist, eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen
des Haupttragrahmens an der Stützeinrichtung und des
zusätzlichen Tragrahmens an dem Haupttragrahmen, wobei die
Befestigung eine Befestigungseinrichtung aufweist, die den
zusätzlichen Tragrahmen an den Haupttragrahmen im
wesentlichen
in einem einzigen Bereich des zusätzlichen
Tragrahmens befestigt und Meßeinrichtungen mit ersten
Meßeinrichtungen (170) an den Haupttragrahmen und zweiten
Meßeinrichtungen, die längs des zusätzlichen Tragrahmens
befestigt sind, wobei die zweiten Meßeinrichtungen mehrere
Meßeinheiten aufweisen, um entsprechende Meßsignale zu
erzeugen, die zum Ausführen kombinierter Messungen
verarbeitet werden. Die Befestigungseinrichtung fixiert den
zusätzlichen Tragrahmen in einer im wesentlichen mittigen
Zone an dem Haupttragrahmen, um das Auftreten äußerer
Kräfte zu begrenzen, die über diese einzige mittige Zone auf
den zusätzlichen Tragrahmen übertragen werden, und um
dadurch wesentliche Deformationen des Tragrahmens zu
vermeiden, wobei die Befestigungseinrichtung bewegliche Elemente
aufweist, die an der Stützeinrichtung befestigt sind, um
eine Rotationsachse des Haupttragrahmens gegenüber der
Stützeinrichtung zu bestimmen, um die Meßeinrichtungen in
Anlage an das Werkstück zu bringen.
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Die Effekte und Vorteile der Erfindung liegen darin, daß
die Meßeinrichtungen zum Ausführen kombinierter Messungen
nicht wesentlichen, ungewünschten gegenseitigen
Auslenkungen unterworfen sind, so daß dadurch die Genauigkeit und
Wiederholbarkeit der kombinierten Messungen sehr hoch ist.
Der Tragrahmen kann sehr leicht und kompakt sein und dies
ist aus verschiedenen Gründen vorteilhaft, beispielsweise
um die räumliche Zugänglichkeit zu vergrößern, um die
Konstruktion einer Vorrichtung zu vereinfachen, in der der
Tragrahmen beweglich sein muß usw. Darüberhinaus bedarf es
keiner groben Präzision der Stützeinrichtung, der
kinematischen Elemente und der Steuerung der Vorrichtung, so daß
demzufolge die Herstellungskosten sinken.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
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Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer
Meßbank in Achsrichtung des Werkstückes,
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Fig. 2 ist eine teilweise geschnitte Seitenansicht der
Meßbank,
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Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der
Stützeinrichtung der Werkbank in kleinerem Maßstab,
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Fig. 4A und 4B ist eine Vorderansicht bzw. eine
Seitenansicht in Pfeilrichtung B-B in Fig. 4a eines Teils
der Meßbank.
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Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teils
der Meßbank in Fig. 2 längs der Linie V-V in Fig.2.
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Fig. 6 ist eine weitere Einzelheit der Meßbank in Fig. 2
längs der Linie VI-VI in Fig. 2,
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Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit
der Meßbank der Fig. 1 und 2,
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Fig. 8 ist eine Ansicht einer weiteren Einzelheit der
erfindungsgemäßen Meßbank,
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Fig. 9A und 9B sind Ansichten weiterer Bauteile einer
Meßbank in einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung und zeigt zwei unterschiedliche
Betriebsstellungen,
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Fig. 10 ist ein Schnitt einer in den Fig. 9A und 9B
gezeigten Einzelheit längs der Linie X-X in Fig. 9B,
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Fig. 11 ist eine Ansicht von Bauteilen einer Meßbank in
einer dritten Ausführungsform der Erfindung und
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Fig. 12 ist eine Seitenansicht weiterer Bauteile einer
Meßbank in einer dritten Ausführungsform der
Erfindung.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Meßbank besteht aus
einem Träger mit einer Basis 2 (siehe auch Fig. 3), mit zwei
paarweise angeordneten Längsschienen mit rechteckigem
Querschnitt 4, 6, 8 und 10, deren Enden zueinander parallel
an zwei Querstücken 12 und 14 befestigt sind. Die
Befestigung kann beispielsweise durch Schweißen erfolgen. Die
Öffnungen 16 und 18 in Längsrichtung, die von den parallel
Schienen 4, 6 und 8, 10 gebildet werden, dienen als
Längsführungen.
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Ein Schutz 20 (siehe auch Fig. 4A und 4B) besteht aus zwei
Hälften 22 und 24, die an der Basis mit zwei parallel
flachen Schienen 26 und 28 befestigt sind.
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Der Schutz 20 ist am Bett 2 derart angeordnet, daß die
flachen Schienen 26, 28 quer zu den Schienen 4, 6, 8 und 10
liegen. Beide Schienen 26, 28 haben zwei Löcher 30 und 32
(nur die Schiene 26 ist in Fig. 4A gezeigt), die auf die
Öffnungen 16 und 18 ausgerichtet sind. Der Schutz 20 ist am
Bett 2 mit Bolzen (nur ein Bolzen ist in Fig. 4A gezeigt)
befestigt, in dem Schrauben 34 mit Sechskantkopf in den
Öffnungen 16 (18) und Löchern 30 (32) sitzen und Muttern 36
aufgeschraubt sind, die auf der Oberseite der flachen
Schienen 26, 28 liegen. Die Köpfe der Schrauben 34 werden
so gegen die untere Fläche der Schienen 4, 6 (8, 10)
gepreßt.
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Eine Referenz- und Trageinrichtung besteht aus zwei
Auflagen 40 (nur eine ist in Fig. 1 gezeigt) zum Abstützen eines
zu prüfenden Werkstückes 42, dessen geometrische Achse
horizontal liegt. Die Auflagen 40 bestehen aus Tragteilen
44, die an der Basis 2 zueinander parallel und quer
angeordnet sind, und je zwei Referenzelementen 46, 48, die
jeweils an einem der Teile 44 befestigt sind. Die
Referenzelemente und insbesondere das Element 46 haben einen ersten
Abschnitt 50 mit zwei Auflageflächen 52 und 54 von
unterschiedlicher Schräge, die symmetrisch gegenüber ähnlichen
Flächen des Elementes 48 und um eine vom zugehörigen
Tragteil definierte Achse angeordnet sind derart, dar sich V-
förmige Auflagen für das Werkstück 42 mit unterschiedlichen
Schrägen bilden, wenn die Seiten des V von den beiden
Flächen 52 bzw. 54 gebildet sind.
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Das Referenzelement 46 (wie auch das Element 48) sind mit
einer Klemmeinrichtung versehen, nämlich zwei parallelen
Blöcken 56 und 58, die am ersten Abschnitt 50 befestigt,
beispielsweise angeschweißt und deren freies Ende eine
Öffnung 60 bildet, deren Breite nahe den freien Enden der
Blöcke 56, 58 durch Schweißpunkte 62 und 64 begrenzt ist.
Ein Endteil des Abschnitts 50 gegenüber den Auflageflächen
52 und 54 bildet einen zentrierenden Überhang 66.
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Das Tragteil 44 besteht im wesentlichen aus drei Teilen:
einem Befestigungsteil 68, einem zentrischen Teil 70 und
einem Tragteil 72. Der nur in Fig. 2 gezeigte
Befestigungsteil 68 weist zwei Löcher zum Befestigen der Auflage 40 am
Bett 2 auf, und ist insbesondere an den Paaren der
Längsschienen 4, 6 und 8, 10 in einer Weise befestigt, die im
wesentlichen der Befestigung des Schutzes 20 ähnelt. Teil
68 des Tragteils 44 ist völlig gleich mit dem in den Fig. 1
und 2 gezeigten Teil 98 (und dies gilt auch für eine
weitere Ausführungsform der Meßbank), und wird nachstehend
beschrieben und ist in der gleichen Weise am Bett 2
befestigt. Es wird darauf hingewiesen, daß diese
Befestigungsart eine kontinuierliche Einstellung der Längsposition der
Auflagen 40 erlaubt.
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Das Tragteil 72 besteht aus zwei verlängerten Teilen mit L-
förmigen Abschnitten 74 und 76, die nahe der oberen Kante
des mittleren Teils 70 derart befestigt sind, daß die
Basisstege des L einander gegenüberstehen und einen
Quersitz 78 bilden. Das Befestigen der Referenzelemente 46, 48
am Befestigungsteil 68 des Tragteils 44 wird wie folgt
durchgeführt: Das Element 46 (48) wird auf den Körper 70
gesetzt, so daß der Überhang 66 in den Sitz 78 greift und
die Blöcke 56 und 58 auf den Teilen 74 bzw. 76 ruhen. Eine
Schraube 80 wird zwischen die Teile 74, 76 derart
eingesetzt, dar ihr Gewindeteil zwischen die Basisstege des L im
Sitz 78 greift und wird in die Öffnung 60 des Elements 46
eingesetzt (und wird dort wegen der Schweißpunkte 62, 64
gehalten, die die Breite der Öffnung am offenen Ende
begrenzen). Eine am Ende der Schraube 80 sitzende Mutter 82
preßt sich gegen die Flächen der Blöcke 56, 58 und somit
wird der Kopf der Schraube 80 an den Innenseiten der
Abschnitte 74, 76 festgeklemmt. Dieses Festklemmen der
Schraube 80 und das Zusammenwirken des Überhangs 66 mit den
Flächen des Sitzes 78 ermöglicht das Befestigen des
Elements 46 am Tragteil 44. In genau der gleichen Weise wird
das Element 48 am Tragteil 44 festgeklemmt.
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Die Möglichkeit des Einstellens der gegenseitigen Lage der
Referenzelemente 46, 48 in Querrichtung wie vorstehend
beschrieben und das Vorhandensein von zwei Paaren von
Auflageflächen (52, 54) mit unterschiedlicher Schräge
verleihen den Auflagen 40 den Vorteil, daß die zu prüfenden
Werkstücke 42 korrekt positioniert werden, da die nominellen
Abmessungen unterschiedlicher Werkstücke (und/oder
unterschiedlicher Abschnitte an einem gleichen Werkstück) in
einem breiten Bereich variieren, während die Position der
Werkstückachse im wesentlichen konstant gehalten wird.
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Es ist eine weitere Trageinrichtung 88 mit Schwenkarmen 90
und 92 vorgesehen, die an Trägern 94 und 96 befestigt sind,
die am Bett 2 befestigt sind. Da die Schwenkarme 90, 92 und
Träger 94 und 96 jeweils einander gleich sind, wird im
folgenden nur der Arm 90 mit seinem Träger 94 beschrieben, wie
in den Fig. 1 und 2 gezeigt.
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Der Träger 94 besteht aus einem Teil 98 zum Befestigen am
Bett 2, einem Drehpunktteil 100, das zusammen mit dem
entsprechenden Drehpunkteil 96 eine Schwenkachse für die Arme
90, 92 und für die gesamte Trageinrichtung 88 bildet, sowie
aus einem Anschlag 102.
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Das Teil 98 hat zwei Löcher 104 und 106 fluchtend mit den
Öffnungen 16 bzw. 18, wenn der Träger 94 auf dem Bett 2
ruht. Der Träger 94 ist am Bett 2 mit Bolzen angeschraubt,
wobei Schrauben 108, 110 in den Öffnungen 16, 18 und den
Löcher 104, 106 eingesetzt sind und Muttern 112, 114
aufgeschraubt sind, die sich gegen die obere Fläche des Teils
98 pressen; die Köpfe der Schrauben 108, 110 werden so
gegen die untere Fläche der Schienen 4, 6 und 8, 10 gepreßt.
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Der Drehpunktteil 100 weist zwei rechtwinklige Platten 116,
118 auf, deren Ränder am Teil 98 befestigt (z. B.
angeschweißt) sind, so daß sie senkrecht und parallel
zueinander liegen. Die Platten 116, 118 haben Löcher 120, 122, die
mit der Drehachse fluchten, und die Platten tragen einen
Anschlag 102 an ihren den vorerwähnten Rändern
gegenüberliegenden Rändern. Der Anschlag 102 besteht im wesentlichen
aus zwei rechtwinkligen, gegenseitig schrägen Stegen 124,
126, von denen der eine, 124, horizontal und an die Ränder
der Platten 116, 118 befestigt (geschweißt) ist wie
vorstehend beschrieben. Der andere Steg 126 trägt einen
Referenzanschlag 128.
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Der Schwenkarm 90 weist folgende Teile auf: Ein erstes
Längsteil 132, ein zweites Längsteil 134 - das im Winkel zum
ersten liegt - ein drittes Längsteil 136 mit kreisförmigem
Querschnitt, ein Ringteil 138, das die zweiten und dritten
Längssteile 134 und 136 derart verbindet, daß diese Teile
134, 136 winklig zueinander sind, wobei das Ringteil 138
eine Bohrung 140 aufweist, deren Achse quer zu den
Längsteilen 134, 136 liegt, sowie ein am dritten Längsteil 136
befestigtes Endteil 142 als Gegengewicht.
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Der Arm 90 ist zwischen den Platten 116, 118 des
Drehpunktteils 100 des Trägers 94 derart eingesetzt, daß die
Querachse der Öffnung 140 mit der vorerwähnten Drehachse
fluchtet.
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Ein zylindrischer Stift 144 ist in die Bohrung 140 des
Teils 138 und Bohrungen 120, 122 der Platten 116, 118
derart eingesetzt, daß der Arm 90 am Träger 94 derart
angeordnet ist, daß der letztere um die Drehachse schwenken kann.
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Ein erster Referenzanschlag 146 ist an dem zweiten
Längsteil 134 befestigt und wirkt mit dem Referenzanschlag 148
zusammen, um die Schwenkung des Arms 90 im Uhrzeigersinn
(Fig. 1) zu begrenzen. Ein zweiter Referenzanschlag 148 ist
am Teil 134 gegenüber dem Anschlag 146 befestigt und die
Mutter 112 ist mit einer Stopkappe 150 versehen. Der
Anschlag 148 und die Stopkappe 150 wirken zusammen, um die
Drehung des Arms 90 im Gegenuhrzeigersinn zu begrenzen.
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Der erste Teil 132 des Arms 90 hat ein Loch 152.
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Die Trageinrichtung 88 weist ferner einen Haupttragrahmen
154 auf, gezeigt in Fig. 2, mit zwei Schienen 156, 158 die
mit Segmenten 160, 162 verbunden sind, die an ihren Enden
derart befestigt (angeschweißt) sind, daß die Schienen 156,
158 parallel liegen und zwischen sich eine Längsöffnung 164
als Führung bilden. Der Rahmen 154 ist an den Schwenkarmen
90, 92 befestigt: Insbesondere ist er am ersten Längsteil
132 mit Schrauben 166 befestigt, die in Löcher 152 und die
Öffnung 164 eingesetzt und dann mit Muttern 168 verschraubt
sind wie dies bereits anhand der Klemmeinrichtungen der
Meßbank zur Befestigung am Bett 2 dargestellt wurde.
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Meßeinrichtungen weisen Meßarme 170 zum "Auffedern" auf
(von denen nur einer in Fig. 1 gezeigt ist) mit einem
integralen Element 172, das einen Befestigungsteil 174, zwei
geformte Endteile 176, 178 mit Meßfühlern 180, 182 zur
Anlage am Werkstück 42 und zwei Teile mit dünneren
Abschnitten 184, 186 zwischen den Endteilen und den
Befestigungsteilen auf. Die Teile, die die dünneren Abschnitte 184, 186
haben, ermöglichen es den Endteilen 176, 178, eine
begrenzte
Drehverschiebung gegenüber dem Befestigungsteil 174
auszuführen. Federmittel 188 drücken die Endteile 176, 178
gegeneinander, Begrenzungsmittel 190 begrenzen die
gegenseitigen Verschiebungen der Endteile 176, 178 und ein
Weggeber 192 zwischen den Endteilen 176, 178 erzeugt
elektrische Signale abhängig von der gegenseitigen Auslenkung. In
den Fig. 1 und 2 nicht gezeigte, sondern nur in Fig. 7
dargestellte elektrische Anschlüsse 278 übertragen die Signale
vom Weggeber 192 zu Verbindungsblöcken (nicht gezeigt) und
zu einer Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 194.
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Ein Loch im Teil 174 ermöglichst die Befestigung der
Meßeinrichtung 170 am Rahmen 154 mittels einer Schraube 198
die durch die Öffnung 164 und das erwähnte Loch greift und
die mit einer Mutter 200 befestigt ist.
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Ein zusätzlicher Tragrahmen 210 besteht aus zwei Schienen
212, 214 - ähnlich den Schienen 156, 158 aber kürzer - und
zwei Segmenten 216, 218 zur Verbindung der Enden, wobei
eine Öffnung 220 zwischen den Schienen 212, 124 als Führung
gebildet ist. Insbesondere in Bezug auf Fig. 2 und 5 ist
ein Abstandblock 222 im mittleren Bereich des Tragrahmens
210 angeordnet und hat ein Loch 224 für eine Schraube 226.
Diese ist durch Öffnungen 220 und 164 gesteckt und mit
einer Mutter 228 verschraubt, um den Tragrahmen 210 am
Hauptrahmen 154 festzuklemmen. Zweite Meßeinrichtungen 230
ähnlich der Meßeinrichtung 170 sind am Tragrahmen 210 in
der Weise befestigt, die zum Befestigen der Meßeinrichtung
170 am Rahmen 154 erläutert wurde. Während jedoch der
Weggeber 192 der Meßeinrichtung 170 einen einzigen Wandler
aufweist, ist jede Meßeinrichtung 230 zum Prüfen von
Durchmessern normalerweise mit zwei Wandlern versehen. Ferner
können Meßeinrichtungen zum Bestimmen axialer Abmessungen
am Rahmen 210 befestigt sein.
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Normalerweise werden die am Hauptrahmen 154 befestigten
Meßeinrichtungen 170 zum Durchführen einfacher Messungen
verwendet, während die am Rahmen 210 getragenen
Meßeinrichtungen 230 zum Ausführen kombinierter Messungen Verwendung
finden (in dem die Signale der Meßeinrichtungen 230
verarbeitet werden).
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Das Endteil 142 für das Gegengewicht ist im wesentlichen
geraderförmig und balanziert das Gewicht der
Meßeinrichtungen 170, 230 an den Rahmen 154 und 210 an
entgegengesetzten Seiten des Schwenkarms 90.
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Abhängig von der Zahl der Meßeinrichtungen 170 am Rahmen 154
und/oder davon, ob der Rahmen 210 mit Meßeinrichtungen 32
vorhanden ist oder nicht, kann man das Endteil 142 mit
zusätzlichen Elementen 232 versehen; die Befestigung erfolgt
mit einer Schraube 234 im Teil 142 und den Elementen 232,
wobei die Löcher in Fig. 1 nicht dargestellt sind und eine
Mutter 236 aufgeschraubt ist. So ist es möglich, die Kraft
zum Rotieren der Arme 90, 92 konstant zu halten und die
Meßeinrichtungen 170, 230 in Anlage an das zu prüfende
Werkstück 42 zu bringen.
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Gestalt und Anordnung der Auflagen 40 und Träger 94, 96 der
Schwenkarme 90, 92, sind derart, daß die Drehachse der
Trageinrichtung 88 und die Achse des Werkstückes 42 mit der
ersten unterhalb der zweiten in einer senkrechten
geometrischen Ebene liegen, die mit Betrachtungsebene der Fig. 2
zusammenfällt.
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Diese Anordnung ermöglicht es, eine wesentliche
Verringerung der Gesamtabmessungen der Vorrichtung zu erzielen und
das Aufgeben des Werkstückes 42 auf die Auflagen 40 zu
vereinfachen (manuell oder automatisch) und schützt
gleichzeitig die Meßeinrichtungen 170, 230, die in bequemer Weise
getrennt von diesen Einrichtungen angeordnet sind.
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Die besondere Befestigung der Meßeinrichtungen 170 am
Rahmen 154 nur mittels eines Bolzens vermeidet auch, dar die
Meßeinrichtungen 170 von einem möglichen Spiel gestört
werden, das auf ein ungenaues Ausrichten der Drehachsen der
Arme 90, 92 und/oder Verbiegen einiger Teile der
Vorrichtung zurückgeht. Ein ähnlicher Vorteil stellt sich durch
die Befestigung der zweiten Meßeinrichtungen 230 an dem
zusätzlichen Rahmen 210 ein, der wiederum nur mit einem
Bolzen am Rahmen 154 befestigt ist: Mögliche
Fehlausrichtungen der am Rahmen 210 getragenen Meßeinrichtungen 230
infolge beispielsweise eines Spiels beim Schwenken der Arme
90, 92 sind vermieden, so daß eine vergrößerte Genauigkeit
und Anpassungsfähigkeit beim Prüfen axialer Abstände, der
Konzentrizität, paralleler Flächen usw. erzielt wird. Auch
sollte bemerkt werden, daß der Rahmen 210 am Rahmen 154 mit
zwei Bolzen befestigt werden kann, die ziemlich nahe
zusammenliegen, anstelle eines Bolzens, um das gleiche Ergebnis
zu erhalten.
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Es wird auch bemerkt, daß der Rahmen 210 keine
Referenzmittel trägt, wie V-Einrichtungen, die mit dem Werkstück 42
zusammenwirken und dar die Kräfte zwischen den Fühlern der
Meßeinrichtungen 230 und dem Werkstück 42 sehr gering sind.
Der Tragrahmen 210 kann wesentlich länger sein als in den
Fig. 2 und 5 dargestellt ist, doch hat er und die
Meßeinrichtungen 230 ein geringes Gewicht, so daß Deformationen
des Rahmens 210 infolge seines Gewichtes und des Gewichtes
der Meßeinrichtungen 230 sehr gering sind, auch in
Anbetracht der Befestigung des Rahmens 210 in dem mittleren
Bereich. Deshalb bestehen die äußeren Kräfte und die auf
den Rahmen 210 wirkenden Spannungen im wesentlichen nur aus
den Kräften und Spannungen, die in der begrenzten Zone nahe
der Schraube 226 und dem Abstandsblock 222 auftreten.
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Führungselemente bzw. Abweiser 240, 242 sind am Bett 2
mittels Bolzen befestigt und zwar in der bereits mehrfach
erläuterten Weise - beispielsweise wie der Träger 94 des
Armes 90. Die Führungselemente 240, 242 dienen zum
Begrenzen der axialen Ausrichtung des Werkstückes 42 (das in Fig.
2 nicht gezeigt ist). Gewindebohrungen 244 in den
Führungselementen (Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Element 242)
können zur anfänglichen Ausrichtung der Auflagen 40
Verwendung finden. In diesem Fall werden mit Spitzen
versehene Anschlagschrauben 246 durch die Bohrungen 244
geschraubt, wobei ihre Spitzen gegeneinander stehen und ein
Meisterstück in der richtigen Lage halten, und wobei die
Auflagen 40 justiert werden, in dem die Position der
Referenzelemente 46, 48 am Tragteil 44 festgelegt wird. Sind die
Auflagen 40 einmal richtig justiert, so werden die Schrauben
246 gelöst und das zu prüfende Werkstück wird unmittelbar
auf die Auflagen aufgesetzt.
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Ferner kann ein weiteres Schutzelement 255 am Bett 2 in der
bereits beschriebenen Weise befestigt werden, nämlich mit
den Schienen 4, 6 und 8, 10 verschraubt werden (ähnlich dem
Teil 98 in Fig. 1); das Element 250 ist in Fig. 6 gezeigt
und besteht aus einem im wesentlichen flachen und
V-förmigen Teil 252, das parallel zu den Auflagen 40 angeordnet
ist. Die Funktion des Elements 250 ist die, daß das
Werkstück 42 dann gestützt wird, wenn das Positionieren der
Auflagen 40 (insbesondere der Bezugselemente 46, 48)
ungenau ist, um zu vermeiden, daß das Werkstück 42 an andere
Teile der Meßbank beim z. B. automatischen Beladen anstößt.
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Fig. 7 zeigt weitere Einzelheiten - die in den anderen
Figuren nicht dargestellt sind - der Meßbank. Eine Platte
260 mit Löchern 272 ist am Rahmen 154 und unter ihm mit zwei
Brückenelementen 262, 264 und Schrauben 266 und 268
befestigt.
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Halter 270 aus Kunststoff haben ein zylindrisches Ende (in
der Zeichnung nicht sichtbar) zum Einsetzen in ein Loch 272
der Platte 260 und ein Ringteil 274 mit einem Schlitz 276.
Die Halter 270 sitzen in Löchern 272 entsprechend der Lage
der Meßeinrichtungen 170, 230 am Hauptrahmen 154 oder am
Zusatzrahmen 210. In Fig. 7 sind zur Vereinfachung die
Meßeinrichtungen nicht dargestellt, sondern nur durch ihre
Befestigungsschrauben 198 angedeutet. Jedes Anschlußkabel
278 der Weggeber 192 einer Meßeinrichtung 170 wird durch
den Schlitz 276 im Halter 270 sowie in allen anderen
Haltern 270 an der Platte 260 eingesetzt. Alle Kabel 278 sind
so längs der Platte 260 ausgerichtet und liegen in einem am
Arm 92 und sich zum Zapfen 144, d. h. zur Drehachse des
Arms 92 erstreckenden Kanal 280. Auf diese Weise können die
Kabel 278 zusammen mit dem beweglichen Teil der
Trageinrichtung 90, 92, 194 schwenken, ohne verdrillt zu werden.
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Es wird bemerkt, daß die Kabel 278 zu Anschlüssen geführt
sind (bereits erwähnt) und daß die Anschlüsse ebenfalls am
Bett 2 mit Trägern befestigt werden können, die einen
Befestigungsabschnitt aufweisen, der unter allen
Gesichtspunkten ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten und befestigten
Abschnitt 98 ähnelt.
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Die Drehung der Trageinrichtung 88 und damit die
Verschiebung der Meßeinrichtungen 170, 230 aus einer Ruhelage in
eine Arbeitslage in Zusammenwirken mit dem zu prüfenden
Werkstück 42 kann automatisch oder von Hand erfolgen. Im
ersteren Fall - schematisch in Fig. 8 dargestellt - kann
eine automatische Betätigung vorgesehen sein mit einem
hydraulischen System, mit einem Zylinder 300 und einem
Kolben, dessen Ende 302 mittels Anschläge 312, 314 an einem
Hebel 304 angreift, der am Arm 90 befestigt ist, so daß der
Arm um seine Drehachse geschwenkt werden kann.
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Der Zylinder 300 ist in einer nicht dargestellten Weise am
Träger 306 befestigt und dieser am Bett 2 mittels Bolzen
310 in einer Weise ähnlich der für den Abschnitt 98 in Fig.
1.
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Die automatische Betätigung des Drehens kann in ähnlicher
Weise auch pneumatisch erfolgen.
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Logikschaltkreise können ferner am Bett 2 mittels Träger
befestigt sein, die am Bett 2 in der bereits wiederholt
beschriebenen Weise befestigt sind (vergleiche Abschnitt 98
in Fig. 1).
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Die manuelle Betätigung der Arme 90, 92 ist in den Fig. 9A,
9B und 10 dargestellt und hierfür dient ein Hebel 320, der
um eine Achse drehbar ist, die unterschiedlich von der
Drehachse des Armes 90 ist und die an einer Trageinrichtung
94' angeordnet ist, die am Bett 2' in ähnlicher Weise
befestigt ist, wie in Fig. 1 die Befestigung des Trägers 94 am
Bett 2 erfolgt.
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Der Hebel 320 hat einen Griff 322 und ein im wesentlichen
flaches Längsteil 324. An diesem sind ein
Transmissionsflansch 326 und - mittels eines Verbindungselementes 328
- ein hydraulischer Dämpfer 330 befestigt mit einem Zylinder
332, einen im Zylinder 332 axial verschiebbaren Kolben und
mit einem verlängerten Ende 334, das hervorsteht sowie
einem Kontaktelement 336 am Ende 334.
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Ein Formelement bzw. Nocken 338 ist an der Trageinrichtung
94' befestigt.
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Ein in Fig. 10 dargestellter Flansch 326 hat ein gebogenes
Ende 340 und Endanschläge 342 und 344 parallel zum Ende 340
zum Zusammenwirken mit diametral entgegengesetzten
Bereichen der zylindrischen Fläche des Teils 136 des Arms 90.
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Fig. 9A zeigt schematisch eine Bank für eine manuelle
Betätigung, wobei lediglich das Bett 2', die Trageinrichtungen
94', der Schwenkarm 90 mit dem Betätigungshebel 320 und der
Schutz 20' gezeigt sind. Die asymmetrische Anordnung des
Bettes 2' und des Schutzes 20' unterscheidet sich von der
der Teile 2 und 20 in Fig. 1; dies folgt aus der
Notwendigkeit für die Bedienung, eine Seite der Bank zu erreichen.
Der Arm 90 ist in Fig. 9A in einer Ruhelage gezeigt, in der
die Meßeinrichtungen in einem größten Abstand vom Werkstück
liegen. Dieser Abstand wird vom Zusammenwirken zwischen dem
zweiten Referenzanschlag 148 am Arm 90 und der Stopkappe
150 bestimmt.
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Dreht man den Hebel 320 im Uhrzeigersinn (Fig. 9A), so
berührt der Anschlag 344 den Teil 136 des Arms 90 und
veranlaßt den ganzen Arm in der gleichen Richtung zu schwenken.
Von dem Zeitpunkt an, zu dem das Anschlagelement 336 auf
der Fläche des Nockens 338 aufsitzt, werden die Bewegung
des Hebels 320 und des Arms 90 gedämpft. Der händisch
bediente Hebel 320 setzt seinen Hub fort bis das gebogene
Ende 340 des Flansches 320 auf dem Anschlag aufsitzt, der
von einer Fläche der Trageinrichtungen 94' (Fig. 9B)
gebildet wird.
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Das Schwenken des Armes 90 dauert an, wobei der Dämpfer 330
dämpft, bis Kontakt zwischen dem Referenzanschlag 146 und
dem Referenzanschlag 148 (Fig. 9B) erfolgt, wobei dieser
Kontakt die korrekte Lage der Meßeinrichtungen 170, 230 am
zu prüfenden Werkstück 42 bestimmt.
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Um die Meßeinrichtungen vom Werkstück abzuschwenken, wird
der Hebel 320 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt (wiederum
bezüglich der Fig. 9A und 9B) und der Endanschlag 342 den
Arm 90 zum Drehen in der gleichen Richtung bringt, um in
die in Fig. 9A dargestellte Position zurückzukehren.
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Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Ausführungsform einer
Meßbank gemäß der Erfindung zum Prüfen eines Werkstücks 42 in
Drehung.
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Der Aufbau der Meßbank ist ähnlich wie bereits beschrieben,
jedoch mit dem einzigen wesentlichen Unterschied im Aufbau
der Auflagen, die es jetzt dem Werkstück 42 ermöglichen,
daß es drehbar ist. Eine Auflage 440 ist in den Fig. 11 und
12 dargestellt, während eine zweite Auflage 410 nur in Fig.
12 dargestellt ist. Die Einrichtung 440 hat ein Tragteil
444 mit einem Befestigungsteil 468 zur Befestigung am Bett
2, einem Mittelteil 470 und einem Tragteil 472, wobei alle
diese Teile den entsprechenden Teilen der Einrichtung 44
ähnlich sind.
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Zwei unterschiedliche Referenzelemente 446, 448 sind am
Teil 472 in der gleichen Weise befestigt, wie die Elemente
46, 48 am Teil 72 des Teils 44 (siehe Fig. 1 und die
diesbezügliche Beschreibung).
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Das Element 446 besteht aus einem Trägerteil 450 und einem
Ringelement 452, das frei rotiert gegenüber dem Teil 450 um
eine von einem Stift 402 bestimmten Achse, der in einer
nicht dargestellten Weise am Teil 450 befestigt ist. Eine
erste Scheibe 404 ist mit dem Ringelement 452 verbunden,
rotiert mit diesem und ist koaxial hierzu.
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Das Element 448 besteht aus einem zweiten Trägerteil 442
und einem zweiten Ringelement 454, das gegenüber dem Teil
442 um eine von einem Stift 406 bestimmten Achse frei
rotiert, der in einer nicht dargestellten Weise mit dem Teil
442 verbunden ist. Die Ringelemente 452, 454 bestimmen zwei
zylindrische einander gegenüber liegende Flächen, die
gleichzeitig Bereich des gleichen zylindrischen Abschnitts
an der Fläche des Werkstücks 42 derart berühren, daß sie
- zusammen mit der zweiten Auflage 410 - das Werkstück 42
richtig Positionieren. Die Lage der Elemente 446, 448 ist
einstellbar (nicht dargestellt, doch ähnlich wie für die
Elemente 46, 48 in Fig. 1), um die Lage der Werkstückachse
zu fixieren, wenn die nominellen Abmessungen der
unterschiedlichen Abschnitte der Auflageflächen der Werkstücke
sich verändern.
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Die zweite Auflage 410 (nur in Fig. 12 sichtbar) besteht
aus einem zweiten Tragteil 412, das ähnlich dem Teil 440
ist und zwei zweiten Referenzelemente 414, 416, die ähnlich
dem Element 448 sind und auf symmetrische Weise in Bezug
auf die Achse des Werkstückes 42 angeordnet und eingestellt
sind, so dar sie zusammen mit der Einrichtung 440 die
korrekte Lage des Werkstückes 42 bestimmen.
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Zwei senkrechte Tragelemente 420, 422 sind fest mit dem
Abschnitt 468 des Teils 444 und mit einem entsprechenden
Teil des Bauteils 412 verbunden und jedes besteht aus zwei
parallelen flachen Längsschienen 424 und 426. Zwei Lager
- nicht dargestellt - sind senkrecht einstellbar mit den
senkrechten Tragelementen 420 bzw. 422 mittels
Verbindungselemente 436, 438 verbunden, die mit Bolzen 456 befestigt
sind, die Löcher in den Elementen 436, 438 und der zwischen
den flachen Schienen 424, 426 gebildeten Öffnung
durchgreifen und befestigt sind. Eine Welle 458 ist in den Lagern
aufgenommen und liegt auf einer Seite des Bettes 2 parallel
zu den Schienen 4, 6, 8 und 10 und ist frei um ihre Achse
drehbar. Eine zweite und eine dritte Scheibe 460, 462 sind
koaxial auf der Welle 458 befestigt und drehten sich mit
ihr.
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Die erste Scheibe 404 und die zweite Scheibe 406 sind im
wesentlichen koplanar und über einen Riemen 464 verbunden,
um die erste (404) von der zweiten (460) aus anzutreiben.
Ein Antrieb besteht aus einem Elektromotor 476 (in Fig. 12
gezeigt), der an einem Träger 478 befestigt ist, der mit
dem Bett 2 über Bolzen in der bereits dargestellten Weise
verbunden ist. Eine Welle 480 des Motors 476 trägt eine
vierte Scheibe 482, die im wesentlichen mit der dritten
Scheibe 462 koplanar ist und mittels eines zweiten Riemens
484 verbunden ist. Die vom Motor 476 an der vierten Scheibe
482 bestimmte Drehung wird über den Riemen 484 auf die
dritte Scheibe 462, auf die zweite Scheibe 460 (über die
Drehung der Welle 458) an die erste Scheibe 404 (über den
Riemen 464) und an das Werkstück 42 (über das Ringelement
452) übertragen.
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Wenn die Nennabmessungen des Auflageabschnittes des
Werkzeuges 42 variieren, so bedingt die Einstellung der
Elemente 446, 448 u. a. Querauslenkungen des Ringelementes
452 und der zugehörigen Scheibe 404. Um die Spannung des
Riemens 464 konstant zu halten, muß die Lage der zweiten
Scheibe 460 eingestellt werden, in dem die senkrechte
Position der Welle 458 eingestellt wird, d. h. die Lager an
den Tragelementen 420, 422.
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Die Position der vierten Scheibe 482 bzw. des Motors 476
wird ebenfalls fixiert (nicht dargestellt) um Einstellungen
in Querrichtung zu bewirken, so daß die Spannung des
zweiten Riemens 484 etwa konstant gehalten wird.
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Eine andere nicht dargestellte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt eine Bauweise etwa
ähnlich der Bauweise der Fig. 1 und 2 mit festen Auflagen
40, so daß ein Werkstück 42 in Rotation geprüft wird. In
dieser Ausführung weisen die Trag- und Schutzvorrichtungen
zusätzliche Tragteile mit zwei einander gegenüberliegenden
Zentrierspitzen auf, die von Elementen gehalten werden, die
am Bett 2 in der wiederholt beschriebenen Weise befestigt
sind (u. B. wie die Einrichtungen 40 in Fig. 1 und 2) und
die längs der Führungen 16, 18 einstellbar sind. Diese
Zentrierspitzen fluchten, bilden eine Achse und können um
die Achse rotieren. Ein Motor ist mit einer der
Zentrierspitzen verbunden, während die andere
(feststehende) im Leerlauf frei rotierbar ist.
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Das Einsetzen eines zu prüfenden Werkstückes 42 in die
Vorrichtung erfolgt zuerst auf den Referenzeinrichtungen
40. Dann wird feststehende Zentrierspitze in Anlage an ein
Ende des Werkstückes 42 gebracht und damit das andere Ende
des Werkstückes an die andere Spitze derart gedrückt, daß
die von den Zentrierspitzen und der geometrischen Achse des
Werkstückes 42 gebildeten Achsen zusammenfallen und das
Werkstück 42 leicht gehoben wird und dann nur an den
Zentrierspitzen gehalten wird. Dann wird der Motor
eingeschaltet und das Werkstück rotiert. Es wird bemerkt,
daß das Werkstück 42 von der feststehenden Zentrierspitze
gegen die andere Spitze gedrückt werden kann, ohne daß das
feststehende Werkstück von beiden Seiten zugänglich ist.
Diese Möglichkeit ist vorgesehen, da beim Einsetzen des
Werkstückes keine Meßeinrichtung mit den Werkstückauflagen
verbunden ist und deshalb während dieser Phase die
Meßeinrichtungen nicht möglichen Verschiebungen und/oder
Beschädigungen unterworfen sind.