DD149409A5

DD149409A5 - Verfahren und vorrichtung zum messen des abriebes

Info

Publication number: DD149409A5
Application number: DD80219358A
Authority: DD
Inventors: Heinz Belthle
Original assignee: Fortuna Werke Maschf Ag
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1981-07-08
Also published as: CS249109B2; SE8001641L; GB2044933B; GB2044933A; SE450048B; DE2908114A1; DE2908114C2; ATA106380A; US4382253A; AT390329B; JPS5652174A

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Abtriebs einer oder mehrerer in Arbeitslage an einem rotierenden Koerper anliegender Flaechen eines im wesentlichen feststehenden Koerpers, z.B. eines Werkzeuges. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einen Meszfuehler im Zusammenwirken mit einem Wegerfassungssystem den Abtrieb und somit die Verkuerzung des Werkzeuges relativ zu dem rotierenden Koerper und gegebenenfalls auch umgekehrt zu messen. Dies wird dadurch erreicht, dasz wenigstens ein in einem Winkel relativ zur messenden Oberflaeche in das Innere des feststehenden Koerpers bewegbares Flaechenteilstueck hineingeschoben und bei Ueberschreitung einer vorgegebenen Einschubwegstrecke ein elktrisches Signal ausgeloest wird u. b.Zurueckbeweg d. i. d. Innere d.feststehenden Koerpers eingeschoben Flaechenteilstueckes in seine Ausgangslage die zurueckgelegte Wegstrecke des Flaechenteilstueckes in umgekehrter Bewegungsrichtung gemessen und bei Unterschreitung einer dafuer vorgegebenen Wegstrecke in gleicher Weise ein elektrisches Signal ausgeloest wird.

Description

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fc · 7 %J^v Berlin, den 18.6.1980

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Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Abriebs Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Abriebs bzw. der Tiefe des Abriebs einer oder mehrerer in Arbeitsl_age an einem rotierenden Körper, z, B, eines Werkstückes, v/ie einer zu schleifenden Y/elle u. dgl., anliegender .Flächen eines im wesentlichen feststehenden Körpers, z. B. eines Werkzeugs, insbesondere bei Schleifmaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen

Bekanntlich sind an ein rotierendes Werkstück angedrückte Flächen eines feststehenden Körpers, z. B. eines Werkzeugs, einem Verschleiß durch Abrieb unterworfen, so daß diese Flächen durch ständige Rückbildung das Werkzeug stetig verkürzen. Bei betriebsbedingt starkem Anpreßdruck, wie er bei Setzstockbacken zum axialen Ausrichten einer rotierend zu schleifenden V/elle u. dgl. erforderlich ist, ist diese Verkürzung auch entsprechend groß. Da insbesondere bei Setzstockbacken das Unterschreiten einer gegebenen Länge selbst um nur wenige Mikron den einwandfreien Schleifvorgang einer V/elle u. dgl. schon in Präge stellt, ist es erforderlich, die am Werkstück anliegenden, dem Abrieb unterworfenen und somit für die Verkürzung der Setzstockbacken maßgebenden Flächenteile besonders zu beachten. Es wurde daher schon vorgeschlagen, diese Flächen mit einer harten, abriebfesten Materialschicht zu kaschieren. Eine solche Vorkehrung schließt jedoch nicht aus, daß die Setzstock-

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backen mangels anderer Einrichtungen nach rein empirischen Ermittlungen, die die Materialbeschaffenheit, die Größe und andere Paktoren des zu bearbeitenden Werkstückes betreffend, von Zeit zu Zeit gegen neue ausgetauscht v/erden müssen, wobei vor allem die Erfahrung des Bedienungspersonals mit entscheidend ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ohne auf das praktische V/issen des Bedienungspersonals angewiesen zu sein, den Abrieb bei Unterschreitung eines Mindestmaßes anzuzeigen.

Darlegimg des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einen Ließfühler im Zusammenwirken mit einem Wegerfassungssystem den Abrieb und somit die Verkürzung eines Werkzeuges relativ zu einem rotierenden Werkstück und gegebenenfalls auch umgekehrt zu messen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß wenigstens ein in einem Winkel relativ zur messenden Oberfläche in das Innere des feststehenden Körpers bewegbares Flächenteilstück hineingeschoben und bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschubwegstrecke ein elektrisches Signal ausgelöst wird und beim Zurückbewegen des in das Innere des feststehenden Körpers eingeschobenen Flächenteilstückes in seine Ausgangslage die zurückgelegte Wegstrecke des Flächenteilstückes in umgekehrter Bewegungsrichtung gemessen und bei Unterschreitung einer dafür vorgegebenen Wegstrecke in gleicher Weise ein elektrisches Signal ausgelöst wird. Zweck-

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mäßig wird das Flächenteilstück in einem im wesentlichen rechten Winkel zur Oberfläche des feststehenden Körpers verschoben, wobei das elektrische Signal bei Überschreitung einer vorgegebenen ^inschubwegstrecke beim Hineinschieben des Flächenteilstückes durch dessen Boden und bei Unterschreitung einer vorgegebenen Rückschubwegstrecke beim Zurückbewegen des Flächenteilstückes in seine ^Ausgangslage durch das hülsenseitige Ende des Flächenteilstückes ausgelöst wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch eine Meßhülse, die im Inneren eines Werkzeuges senkrecht zu dessen Oberfläche stehend befestigt ist, ein darin federvorgespanntes, axial verschiebbares, mit sainem freien Ende über die Oberfläche ragendes, als Meßstift ausgebildetes Flächenteilstück, das durch ein am feststehenden Werkzeug rotierendes Werkstück entgegen der Kraft einer JUruckfeder in die Meßhülse einschiebbar ist und bei unzulässig großem Abrieb der Oberfläche des V/erkzeuges einen in der Meßhülse entsprechend angeordneten elektrischen Kontakt berührt, und durch ein an der Meßhülse angeordnetes Wegerfassungssystem, dessen Meßfühler eine vorgegebene Ist-Länge eines vorbeibewegten hülsenseitigen Endes des Meß-Stiftes bei dessen Zurückgleiten in seine Ausgangslage vergleichend mit einer Soll-Länge des -^ndteiles messen, gekennzeichnet·

Die Meßfühler sind Berührungssensoren und wirken induktiv oder kapazitiv.

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig, 1: eine Teilansicht eines feststehenden Körpers mit einem als ein Meßstift ausgebildetes, darin axial verschiebbares Plächenteilstück im Schnitt;

Pig. 2: eine Teilansicht eines feststehenden Körpers gemäß Pig. 1, der in Arbeitslage an einem rotierenden Körper anliegt;

I¹Ig. 3: eine Ansicht gemäß Pig. 2, mit durch den rotierenden Körper abgeriebener Oberfläche des feststehenden Körpers zusammen mit der Oberfläche des Flächenteilstückes bzw. der Oberfläche de3 ^eßstiftes;

Pig, 4: eine Ansicht gemäß Pig. 3 mit durch den rotierenden Körper abgeriebenen Oberflächen, und zwar sowohl des festen Körpers als auch der des Meßstiftes in Ausgangslage des Meßstiftes,

In einem T_eil eines feststehenden Körpers, der hier ein Werkzeug, und zwar eine Teilansicht eines Setzstockbackens darstellt, ist in dessen Innerem, senkrecht zu einer dem Abrieb unterworfenen Oberfläche 2 stehend, eine Meßhülse vorgesehen. In dieser ist ein Plächenteilstück aus der gesamten Abriebsoberfläche als ein Meßstift 4 ausgebildet, das bzw, der axial in Richtung der Achse X-X federvorge-

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spannt verschiebbar gelagert ist· Zu diesem Zweck ist am Boden 5 konzentrisch in der Meßhülse 3 eine Druckfeder 6 . angeordnet, die am hülsenseitigen B_oden 7 des Meßstiftes 4 diesen federnd in Richtung nach außen drückt, so daß er mit seinem oberflächenseitigen freien Ende 8 in ^Ausgangslage über die Oberfläche 2 hinausragt. Ein Werkstück, im vorliegenden Pail eine zu schleifende "eile 9ι an das der Setzstockbacken 1 angestellt ist (Pig· 2), drückt den Meßstift 4 entgegen der Federkraft in das Hülseninnere, ohne vorerst eine vorgegebene Ein3chubwegstrecke a zu überschreiten· Gleichzeitig passiert das hülsenseitige Ende, das durch den Boden 7 des Meßstiftes 4 definiert wird, um eine Ist-Länge A die an der Meßhülse 3 angebrachten Meßfühler 10 eines Wegfassungssystems· Beim Abheben des Werkzeugs vom ^werkstück kehrt der Meßstift 4 wieder in seine -A-usgangslage zurück. Da durch die Verschiebung des Meßstiftes 4 weder die ^inschubstrecke a überschritten noch die Ist-Lösung A überschritten worden ist, wurde auch kein elektrisches Signal durch die dafür vorgesehenen Schaltmittel ausgelöst. Durch den im Laufe der Zeit bei der Rotation des Werkstückes erfolgten Abrieb des daran angedrückten Werkzeugs, also des Setzstockbackens 1, wird dieser im Bereich der Achse X-X des Meßstiftes 4 um eine Abrieblänge verkürzt. Dabei wird auch das freie Ende 8 des Meßstiftes abgerieben und dem gemäß auch dieser verkürzt. In.-^ig· 3, die den Extremfall zeigt, ist der Abrieb des Setzstockbackens 1 schon so groß, daß der Meßstift 4 über die Einschubwegstrecke a hinaus in die Meßhülse 3 hineingeschoben wird, so daß er mit einem am Boden 5 der Meßhülse 3 vorgesehenen elektrischen Kontakt 12 in Berührung kommt und dadurch ein elektrisches Signal in einer hier nicht darge- ·

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stellten elektischen Schaltungsanordnung auslöst, in der der unzulässig große Abrieb und die dadurch bedingte Verkürzung des Werkzeuges optisch und/oder akustisch angezeigt wird. Beim Zurückziehen des Meßstiftes 4 in seine Ausgangslage (Pig. 2) wird in einem hier nicht dargestellten Y/egerfassungssystem die Ist-Länge A, also die Strecke einer Endablängung 13 des Meßstiftes 4, die bis zum Boden 7 bzw. zur Bodenkante 77 des Meßstiftes 4 an den Meßfühlern 10 vorbeigeführt wird, im Vergleich zu einer Soll-Länge B, also einer Liindesklänge, aie u«.ran vorbeigeführt wird bzw. vorbeigeführt v/erden soll, gemessen. Im besonderen ist das in Fig. 4 verdeutlicht, in der gezeigt ist, daß der Lleßstift 4 an seinem freien Ende 8 bereits so weit abgerieben wurde, daß sich seine gesamte Länge und somit auch die an den Meßfühlern 10 vorbeizuführende Soll-Länge B der Endablängung 13 so weit verkürzt hat, daß diese beim Vorbeigleiten an den Meßfühlern 10 unterschritten wird. Diese Feststellung wird dem Wegerfassungssystem zugeleitet und durch dieses in gleicher ^eise ein optisches oder akustisches ^ignal auslöst.

Durch das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen durchführung ist es möglich, eine der bearbeitung eines Werkstückes abträgliche Verkürzung eines Werkzeuges bis auf wenige Mikron herab unmittelbar zur Anzeige zu bringen. Es kann aber, wie vorstehend ausgeführt ist, außer dem Abrieb bzw. der Abriebtiefe am eigentlichen Werkzeug selbst - hier an einem Setzstockbacken - auch die Abnutzung an einer möglicherweise vorhan-

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denen zusätzlichen Einrichtung, die»beispielsweise dem Werkzeug als eine Hilfseinrichtung dient - hier als ein Meßstift - gemessen und zur Anzeige gebracht werden. Das ist im vorliegenden Pail bedeutsam, um Fehlanzeigen, die von der Meßeinrichtung selbst verursacht werden können, vorzubeugen. Das Verfahren kann aber auch für andere Fälle " von Interesse sein, z, B, wenn der Abrieb von mehreren Flächen gemessen werden soll, von denen wenigstens eine davon relativ zu einer feststehenden Fläche im wesentlichen senkrecht zu deren Oberfläche bewegbar sein soll.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß sowohl die Oberfläche 2 des Werkzeuges als auch das freie, über diese Oberfläche 2 des Werkzeuges ragende Ende 8 de3 ließstiftes 4 mit einem möglichst abriebfesten Material beschichtet sind.

Es sei noch zu erwähnen, daß die Meßfühler 10 entweder Berührungssensoren oder solche, die induktiv bzw. kapazitiv wirken, sind, .

Claims

21 9 35 8 -8- > 18.6.1980 AP G 01 B/219 358 57 074 / 26 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zum Messen des Abriebs bzw. der Tiefe des Abriebs einer oder mehrerer in Arbeitslage an einem rotierenden Körper, z. B. eines Werkstückes, wie einer zu schleifenden Welle u. dgl., anliegender Flächen eines im wesentlichen feststehenden Körpers, z. B. eines Werkzeuges, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens ein in einem^Winkel-relativ zur messenden Oberfläche in das Innere des feststehenden Körpers bewegbares Flächenteilstück hineingeschoben und bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschubwegstrecke ein elektrisches Signal ausgelöst wird und beim Zurückbewegen des in dae Innere des feststehenden Körpers eingeschobenen Flächenteilstückes in seine A'usgangslage die zurückgelegte Wegstrecke ^₆₃ Flächenteilstückes in umgekehrter Bewegungsrichtung gemessen und bei Unterschreitung einer dafür vorgegebenen Wegstrecke in gleicher Weise ein elektrisches Signal ausgelöst wird.

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Flächenteilstück in einem im wesentlichen rechten Winkel zur Oberfläche des feststehenden Körpers verschoben wird und daß ein elektrisches Signal bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschubwegstrecke beim Einschieben in die Meßhülse durch die -^odenseite des Flächenteilstückes im Zusammenwirken mit einem elektrischen Kontakt und bei Unterschreitung einer vorgegebenen Rückschubwegstrecke beim Herausschieben durch eine hülsenseitige ^ndteillänge des Flächenteilstückes im Zusammenwirken mit zv/ei Meß-

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fühlern ausgelöst wird.

3. Vorrichtung zur durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Meßhülse (3), die im Inneren eines Werkzeuges, z.B. eines Setzstockbackens CD senkrecht zu dessen Oberfläche (2) stehend befestigt ist, ein darin federvorgespanntes, axial verschiebbares, mit seinem freien Ende C8) über die Oberfläche t2) ragendes, als Ließstift (4) ausgebildetes Flächenteilstück, das durch ein am feststehenden Werkzeug rotierendes Werkstück, z. B. eine Welle (9) entgegen der Kraft einer Druckfeder (6) in die Meßhülse (3) einschiebbar ist und bei unzulässig großer Abrieblänge (11) der Oberfläche ( 2) des Werkzeuges einen in der Meßhülse (3) entsprechend angeordneten elektrischen Kontakt (12) berührt und durch an der Meßhülse (3) vorgesehene Meßfühler (10), die mit einem ΐ/egerfassungssystem, das eine vorgegebene Ist-Länge (A) eines vorbeibewegten hülsenseitigen Endteils bzw. einer Endablängung (13) des Meßstiftes (4) bei dessen Zurückgleiten in&eine Ausgangslage vergleichend mit einer Soll-Länge (B) bzw. Minde3tlänge des Endteiles mißt, verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßfühler (10) Berührungssensoren sind.

5· Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßfühler (1O) induktiv oder kapazitiv wirken.

A Seife Zeichnung