DE1061156B

DE1061156B - Vorrichtung zum Richten von Wellen, Rohren od. dgl.

Info

Publication number: DE1061156B
Application number: DEM26686A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Mueller
Original assignee: Dipl-Ing Helmut Mueller
Current assignee: Dipl-Ing Helmut Mueller
Priority date: 1955-03-31
Filing date: 1955-03-31
Publication date: 1959-07-09

Description

DEUTSCHES

kl. 49 h 21

INTERNAT. KL. B 23k

PATENTAMT

M 26686 Ib/49 h

ANMELDETAG: 31. märz 1955

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUS LEGE S CHRI FT:

9. juli 1959

Das Richten von Wellen od. dgl. geschieht in der Regel folgendermaßen: Die Welle wird zwischen Spitzen gespannt und von Hand oder maschinell in Drehung versetzt. Dabei wird die Stelle mit dem maximalen Ausschlag mit dem Auge gesucht und die Winkellage des Maximalausschlages durch Abtasten mit Kreide od. dgl. oder mit der Meßuhr festgestellt. Dann wird die so gefundene Stelle des Maximalausschlages unter einen Pressenstößel gebracht, als Gegenlagerung in einer geschätzten Distanz Unterlagen zwischengeschoben und so lange gedrückt, bis angenommen werden kann, daß der Ausschlag an dieser Stelle innerhalb der gewünschten Toleranz liegt. Zur Nachprüfung wird die AVelle wieder zwischen Spitzen gebracht, gedreht, der Maximalausschlag erneut festgestellt und dann unter Umständen nachgepreßt. Dieser Vorgang wiederholt sich in der Regel an mehreren Stellen der Welle und erfordert viel Geschicklichkeit und Zeit.

Zur Vereinfachung eines derartigen Richtverfahrens sind Anordnungen mit Schlitten und mit federnden Spitzen bekannt, so daß die Welle nicht mehr ausgespannt werden muß. Auch sind Verfaliren mit mehreren Meßuhren bekannt, -die es gestatten, die Stelle mit Maximalausschlag leichter zu finden. Allen diesen Verfahren ist jedoch der Nachteil gemeinsam, daß die Stelle mit Maximalausschlag erst umständlich gesucht werden und dann diese Stelle an den Pressenstößel gebracht werden muß, wobei die Geschicklichkeit des Arbeiters eine große Rolle spielt.

Außerdem sind Schienenrichtmaschinen bekannt, bei denen die Schienen an zwei Punkten fest aufliegen und sich die Richtstempel um die Längsachse der Schiene drehen sowie außerdem hin- und hergehende Bewegungen ausführen. Wenn nun einer der Stempel auf eine unregelmäßige Stelle der zu richtenden Schiene trifft, wird ein elektrischer Stromkreis geschlossen, wodurch dier Hub des betreffenden Richtstempels ausgelöst wird. Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich jedoch Wellen nicht einwandfrei genug richten, weil ein unmittelbares Anliegen eines gleichzeitig als Taststelle dienenden Richtstempels viel zu grob ist und somit keine genügende Genauigkeit erzielt werden kann.

Anders ist es bei der Vorrichtung zum selbsttätigen Richten von zwischen Spitzen drehbar eingespannten Wellen, Rohren od. dgl. durch mehrere aufeinanderfolgende Richtvorgänge mittels Richtbügeln und Taststellen oder zur Beseitigung einer Unwucht nach der Erfindung, bei der eine Anzahl von Taststellen in axialer Richtung verteilt und in einer Ebene liegend angeordnet und mit je einem Speicherwerk versehen sind. Durch diese Speicherwerke wird bei einer ersten Umdrehung des zu richtenden Werkstückes um 360° Vorrichtung zum Richten von Wellen, Rohren od. dgl.

Anmelder: Dipl.-Ing. Helmut Müller, Wendlingen/Neckar, Heinrich-Otto-Str. 9

Dipl.-Ing. Helmut Müller, Wendlingen/Neckar, ist als Erfinder ,genannt worden

der Ausschlag ermittelt uhd festgehalten. Durch eine besondere Schalteinrichtung, welche die Speicherwerke verbindet, wird die_i Taststelle mit dem größten Ausschlag ausgesucht und die Einstellung der Winkellage dieser Stelle des größten Ausschlages durch weitere Drehung des Werkstückes bis unter den zugehörigen Richtbügel bewirkt. Wenn- diese weitere Drehung erfolgt ist, wird der wirksame Richthub· ausgelöst. Auf diese Weise ist es möglich, Wellen, Rohre od. dgl selbsttätig sehr genau und in kurzer Zeit zu richten. Außerdem ist das Richten unabhängig von der Geschicklichlieit des Bedienenden. Für eine Mengenfertigung ist deshalb der Gegenstand der Erfindung besonders vorteilhaft.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung ist an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsansicht einer Vorrichtung mit mehreren senkrecht angeordneten Taststellen und Richtstößeln,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit waagerecht liegenden Taststellen' und Richtstößeln,

Fig. 4 das Prinzipschaltbild einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die zu richtende Welle 1 zwischen Spitzen 2, Futtern, Rollen od. dgl. drehbar gelagert, wobei eine der Spitzen 2 als Mitnehmerspitze wirkt und die andere zum Spannen horizontal verschiebbar ist. Die Welle 1 wird durch einen Antrieb 3 gedreht. Dabei tasten eine Anzahl Tastgeräte 4 die Welle l ab. Gegenüber den Tast-

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geräten 4 befinden sich abwechselnd Richtstößel 5 und Unterlagen 6. _

Für einfachere Richtarbeiten kann die Anzahl der Richtstößel und Unterlagen auch kleiner als bei dem Ausführungsbeispiel sein, ebenso auch die Anzahl der Taststellen 4. Gegebenenfalls kann ferner auf die Taststellen 4 gegenüber den Unterlagen 6 ganz verzichtet werden. Mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung können beispielsweise zwanzig Stellen der AVelle 1 unmittelbar gerichtet bzw. abgetastet werden.. Um Zwischenstellen zu erreichen, kann die Welle 1 mit den Spitzen 2 und dem Antrieb 3 auf einem Schlitten 7 gegenüber den Richt- und Taststellen verschoben werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Einfachheit halber der Schlitten 7 weggelassen. Auf der Tischplatte 8 des Untergestells 9 sind die Unterlagen 6 durch Keilschieber 10 zustellbar angebracht. Beim Richten ruht die Welle 1 auf zwei solchen Unterlagen 6, die zuvor selbsttätig oder von Hand angestellt worden sind. Der Richtbügel 11 ist einschwenkbar. Er führt eine senkrecht wirkende hin- und hergehende Bewegung, nämlich den Richthub, aus, sobald sich die Exzenterwelle 12 dreht. Diese ist in Lagerböcken 13 gelagert, die an der Tischplatte 8 angeschraubt sind. Dadurch ist ein günstiger Kraftschluß auf kurzem Weg gewährleistet. Die zugehörige Taststelle 14 ist durch eine Meßuhr mit eingebautem Drehwiderstand angedeutet. DieWelle 1 wird über ein Hebelsystem 26 mit Taststiften 27 abgetastet. Eine lüftbare Bremse 15 gestattet, den größten Ausschlag festzuhalten. Der Richtbügel 11 wird hydraulisch, mechanisch oder pneumatisch in Arbeitsstellung eingeschwenkt und zum Aus- und Einlegen der Welle 1 zurückgeschwenkt. Zum Schwenken ist ein hydraulischer Antrieb 16 mit Rückzugfeder 17 vorgesehen. Ist der Richibügel 11 eingeschwenkt, dann wird durch einen Endschalter 18 und die Schaltzunge 19 am Richtbügel 11 die Drehung der Exzenterwelle 12 ausgelöst, was zweckmäßig durch einen nicht dargestellten hydraulischen Drehkolben über ein- elektromagnetisches Steuerventil erfolgt. An der Umschaltstange 20 ist ein weiterer Umschalter 21 angebracht, der bei Berührung mit der Zunge 19 die Umkehr der Drehbewegung der Exzenterwelle 12 einleitet.

Die Umschaltstange 20 ist um die Achse 22 schwenkbar; wird sie nach unten gedrückt, dann verlängert sich der Weg des Richtbügele 11 bis zum Umschalten, so daß dadurch eine Regelung des Richthubes möglich ist. Die Regelung kann durch einen Exzenter 23 von Hand, durch einen hydraulischen Antrieb 24 od. dgl. gesteuert werden, wobei der Weg des Richtbügels 11 in Abhängigkeit von dem Ausschlag der Taststelle 14 gewählt werden kann. Für •den Rückzug der Umschaltstange 20 kann eine Rückholfeder 25 verwendet werden.

Werden mehrere Richtbügel 11 verwendet, dann drückt nur derjenige auf die Welle 1, der eingeschwenkt ist und sich in Arbeitsstellung befindet. Die anderen laufen leer mit. Die Exzenterwelle 12 ist gemeinsam für alle Richtbügel 11.

Während bei dem Beispiel nach Fig. 2 der Richtbügel 11 vertikal in Richtung des Pfeiles arbeiten, ist es selbstverständlich genausogut auch möglich, in jeder anderen Lage, z. B. horizontal, zu richten, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Statt der Unterlagen 6 können auch gegenüberliegende Richtbügel 11 verwendet werden. Die Anordnung nach Fig. 3 bringt bei selbsttätiger Zuführung der zu richtenden Teile oder Wellen 1, z. B. mittels einer Zuführung 28, besondere Vorteile. Es muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß die Taststifte 27 beim Einlegen der Teile oder Wellen 1 nicht im Weg stehen, sondern zurückgeführt werden, was durch eine Magnetspule 30 (Fig. 4) geschehen kann. Die Teile der Vorrichtung nach Fig. 3 entsprechen dem Beispiel nach Fig. 2. Die Richtbügel 11 liegen jedoch einander gegenüber und umfassen die eingelegte Welle 1 von beiden Seiten. Angetrieben werden sie von je einer Exzenterwelle 12.

Der Richtvorgang ist folgender: An der Welle 1 werden Stelle und Winkellager des größten Ausschlages, wie weiter unten beschrieben, selbsttätig festgestellt und derjenige Richtbügel 11 mit den entsprechenden Unterlagen 6 angestellt, der an der Stelle des festgestellten größten Ausschlages liegt. Dann wird die Welle 1 so lange weitergedreht, bis. die Stelle mit dem größten Ausschlag unter dem Richtbügel entgegengesetzt zum Richthub liegt.

Daraufhin wird die Exzenterwelle 12 angetrieben und dadurch sämtliche Richtbügel 11 bewegt. Nur derjenige Richtbügel 11 drückt auf die Welle 1, der an der Stelle des größten Ausschlages eingeschwenkt ist, während die anderen leer laufen. Der Richthub richtet sich bei halbautomatischer Betätigung der Vorrichtung nach der Einstellung des Exzenters 23 und bei vollautomatischer Betätigung nach der Einstellung des hydraulischen Antriebes 24.

Nachdem die Stelle mit dem festgestellten größten Ausschlag gerichtet ist, wird der gleiche Vorgang selbsttätig an der Stelle mit dem nächstkleineren Ausschlag wiederholt, bis die Welle 1 durchgerichtet ist. Das Richten einer Welle oder eines Rohres od. dgl. geht wegen des automatischen Arbeitens der Vorrichtung nach der Erfindung sehr schnell vor sich, und es wird gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen nur ein Bruchteil an Zeit hierzu benötigt.

Nach Fig. 4 sind acht Taststellen 14 vorgesehen. Eine dieser Taststellen 14 sei die Stelle mit dem größten Ausschlag; sie ist vergrößert besonders dargestellt. Ihr Taststift 27 liegt an der Wellel unter einem bestimmten Druck an, hervorgerufen durch eine Magnetspule 29. Beim Einführen der Welle 1 ist der Stift 27 abgehoben, was durch die Magnetspule 30 geschehen kann. Eine Magnetbremse 31 kann ihn so festhalten, daß er bei Drehung der Welle 1 gegen dip Kraft der Magnetspule 29 nach oben geschoben wird, aber nicht mehr von selbst zurück kann. Bei ausgeschalteter Magnetbremse 31 wird der Taststift 27 jedoch frei und kommt wieder zur Anlage.

Entsprechend der Bewegung des Taststiftes 27 wird ein Drehwiderstand 32 derart betätigt, daß mit dem Weg des Taststiftes 27 der Widerstand ansteigt. Die Drehwiderstände 32 sämtlicher Taststellen 14 sind parallel geschaltet. Zu jeder Taststelle 14 gehört ferner ein Schnappschalter beliebiger Art. Der in Fig. 4 dargestellte Schnappschalter besteht aus dem als Leiter ausgebildeten Schnapphebel 33, dem Magnetkontakt 34, der Schnappfeder 35, dem Anstellmagnet 36 und dem Kontaktstück 37. Durch die Schnappschalter wird ein Schrittschaltwerk 38 betätigt, das für die Zustellung des jeweils zugehörigen Richtbügels 11 und der Unterlagen 6 sorgt. Von diesem Schrittschaltwerk werden durch Endschalter od. dgl. die nachstehend beschriebenen Schalt- und Arbeitsvorgänge auf an sich bekannte Weise eingeleitet und durchgeführt

Der Schnapphebel 33 wird durch den AnsteHmagnet 36 gespannt, d. h. zur Anlage an den Magnetkontakt 34 gebracht. Danach wird der Strom für den AriiStellmagnet 36 sofort wieder unterbrochen. Die

Claims

Schnappfeder 35 würde jetzt den Schnapphebel 33 wieder zurückdrehen, wenn er nicht durch den Magnetkontakt 34 gehalten würde, und zwar mit einer Haltekraft, die durch die Widerstände des zugehörigen Drehwiderstandes 32, des Schrebewider-Standes 39 und des Eichwiderstandes 40 bestimmt ist. Der letztere dient zum Eichen sämtlicher Taststellen 14 auf gleiche Werte. Auch wenn der zugehörige Drehwiderstand 32 den größten Widerstand aufweist, reicht die Haltekraft des Magnetkontaktes 34 noch aus, um den Schnapphebel 33 am Losreißen zu hindern. Erst wenn der z. B. elektrisch durch einen besonderen Hilfsantrieb 41 gesteuerte Schiebewiderstand 39 zugeschaltet wird, kommt der Augenblick, bei dem die Haltekraft des Magnetkontaktes 34 der Taststelle 14 mit dem größten Widerstand nicht mehr ausreicht und die Schnappfeder 35 den Schnapphebel nach oben gegen das Kontaktstück 37 drückt. Dadurch wird der Stromkreis des Magnetkontaktes 34 unterbrochen, dessen Haltekraft also vernichtet und dem Schrittschaltwerk 38 über den Schnapphebel 33 ein Stromimpuls zugeführt. Durch einen parallel zu dem Schnapphebel 33 und dem Kontaktstück 37 geschalteten Druckknopf 42 erhält das Schrittschaltwerk 38 einen ersten Impuls. Dadurch werden die Magnetspule 29 und kurzzeitig der Anstelllmagnet 36 eingeschaltet. Der Schnapphebel 33 kommt unter dem Druck der Schnappfeder 35 zur Anlage an den Magnetkontakt 34. Außerdem werden die Magnetbremse 31 und der Antrieb 3 eingeschaltet, so daß sich die Welle 1 od. dgl. um 360° dreht und dann wieder stillgesetzt wird, was durch einen Endschalter 43 geschehen kann. Ein weiterer Impuls des Schrittschaltwerkes 38 bewirkt ferner das Einschalten des Hilfsantriebes 41 des Schiebewiderstandes 39. Der Widerstand 39 verschiebt sich nun so lange, bis der Schnappschalter der Taststelle mit dem größten Ausschlag anspricht und ein Stromimpuls des Schrittschaltwerkes 38 ausgelöst wird, durch den die Zustellung des an der betreffenden Stelle gelegenen Richtbügels 11 und der Unterlagen 6 bewirkt wird. Bei diesem Impuls des Schrittschaltwerkes 38 wird folgende Schaltung bewirkt: Der Hilfsantrieb 41 des Schiebewiderstandes 39 wird ausgeschaltet und letzterer gesperrt. Der Anstellmagnet 36 schaltet kurzfristig ein, damit kommt der Schnapphebel 33 wieder zur Anlage an den Magnetkontakt 34; die Magnetbremse 31 ist ausgeschaltet. Unter der Wirkung der Magnetspule 29 kommt der Taststift 27 wieder zur Anlage an die Welle 1. Der Antrieb 3 wird eingeschaltet. Es dreht sich jetzt die zu richtende Welle 1 od. dgl. so lange, bis die Winkellage mit dem größten Ausschlag erreicht ist. In dieser Winkellage spricht der Schnappschalter wieder an, da der gleiche Widerstand wie beim Aufsuchen der Stelle mit dem größten Ausschlag erreicht ist. Dadurch wird ein vierter Stromimpuls des Schrittschaltwerkes 38 mit folgender Schaltung bewirkt: Der Antrieb 3 schaltet aus. Der Richtbügelhub wird durch die Einstellung der Umschaltstange 20 über den hydraulischen Antrieb 24 (Fig. 2) begrenzt, und zwar gemäß dem Ausschlag des Drehwiderstandes 32 und damit entsprechend der festgehaltenen Durchbiegung der Welle 1. Der Antrieb der Exzenterwelle 12 wird eingeschaltet, und zwar in einer Richtung so lange, bis die Schaltzunge 19 an dem Endschalter 21 anschlägt. Alsdann dreht sich die Exzenterwelle 12 in der entgegengesetzten Richtung bis zum Anschlag an den Endschalter 18. Gleichzeitig erfolgt der Rücklauf des Antriebes 41 des Schiebewiderstandes 39 bis zum Anschlag an einen weiteren, nicht gezeichneten Endschalter, durch den dann der vorstellend erwähnte erste Impuls des Schrittschaltwerkes 38 bewirkt wird. Dieses vorbeschriebene Spiel setzt sich so lange fort, bis die Welle 1 innerhalb der gewünschten einstellbaren Toleranzen gerichtet ist, d. h. bis der Ausschlag des Drehwiiderstandes 32 mit dem größten Ausschlag so gering wird, daß kein Abreißen des Schnappschalters mehr erfolgt. Je nach der Größe der Vorrichtung und je nachdem, ob die verschiedenen Vorgänge während des Richtens vollautomatisch oder halbautomatisch oder teilweise auch von Hand erfolgen sollen, richtet sich das Ansprechen des Schrittschaltwerkes 38. Während in der Regel die bekannten Richtmaschinen zur Beseitigung des Schlages von Wellen u. dgl. dienen, ist es in manchen Fällen zweckmäßig, den Richtvorgang zur Beseitigung einer Unwucht vorzunehmen. Für diesen Zweck kann die Vorrichtung nach der Erfindung ebenfalls verwendet werden. Die zu richtende Stelle und der Weg der Richtbügel richten sich in diesem Fall nicht nach dem größten Ausschlag, sondern nach Lage und Größe der Unwucht und können nach den bei Wuchtmaschinen bekannten Verfahren gefunden werden. Patentansprüche.-

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Richten von zwischen Spitzen od. dgk drehbar eingespannten Wellen, Rohren od. dgl. oder zur- Beseitigung einer Unwucht durch mehrere aufeinanderfolgende Richtvorgänge mittels eines oder mehrerer Richtbügel und mittels Taststellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Taststellen (14) in axialer Richtung verteilt in einer Ebene liegen und mit je einem Speicherwerk versehen sind, die bei einer ersten Umdrehung des Werkstückes (1) um 360° den Ausschlag ermitteln und festhalten und durch eine Schalteinrichtung zum Aussuchen der Stelle des größten Ausschlages und zum Einstellen der Winkellage dieser Stelle durch weiteres Drehen des Werkstückes (1) bis unter den zugehörigen Richtbügel (11) sowie zum Auslösen des wirksamen Richthubes verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherwerk jeder Tasrstelle (14) aus einem Drehwiderstand' (32) mit Meßuhr (4) und Taststift (27) mit Bremse (31) besteht und alle Speicherwerke jeweils über einen Eichwiderstand (40) an einen Schnappschalter (33 bis 37) sowie parallel geschaltet gemeinsam an einen von Hand oder durch einen Hilfsantrieb (41) verstellbaren Schiebewiderstand (39) angeschlossen sind, wobei die von den Schnappschaltern (33 bis 37) ausgehenden Impulse einem Schrittschaltwerk (38) zugeleitet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Exzenterwelle (12) für den gemeinsamen Antrieb der Richtbügel (11) vorgesehen ist und jeder Richtbügel (11) durch je einen zugeordneten, z. B. hydraulischen Antrieb (16) in seine wirksame Stellung um die Exzenterwelle (12) einschwenkbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Richtbügel (11) mit einer Schaltzunge (19) zum Schalten eines Endschalters (18) für den Rückhub und eines durch eine Umschaltstange (20) verstellbaren Umschalters (21) für das Begrenzen des· Richthubes versehen ist.