DE102014113729B4

DE102014113729B4 - wave measurement method

Info

Publication number: DE102014113729B4
Application number: DE102014113729.9A
Authority: DE
Inventors: Ernst Neumann; Volker Krombholz; Michael Schubert
Original assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2024-10-24
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: DE102014113729A1

Abstract

Wellenmessverfahren zur Vermessung einer Welle (4),
bei dem die Welle (4) mittels einer Spannvorrichtung (2) eingespannt wird und bei dem die Welle (4) um eine Drehachse gedreht und vermessen wird,
bei dem die Welle (4) während eines Einspannvorganges in der Spannvorrichtung (2) mit einer in Spannrichtung (8) wirkenden geringeren Haltekraft beaufschlagt wird und
bei dem die Welle (4) nach Beendigung des Einspannvorganges mit einer höheren Spannkraft beaufschlagt wird,
wobei ein Übergang zwischen der niedrigeren Haltekraft und der höheren Spannkraft automatisch vollzogen wird und
wobei eine Messvorrichtung (6), mittels derer die Welle (4) vermessen wird, vor Beginn der Messung ein „Start“-Signal an die Spannvorrichtung (2) sendet, in der daraufhin die auf die Welle (4) ausgeübte Kraft von der Haltekraft auf die Spannkraft erhöht wird und wobei nach Abschluss der Messung aufgrund eines von der Messvorrichtung (6) stammenden Signals die von der Spannvorrichtung (2) ausgeübte Kraft wieder von der Spannkraft auf die Haltekraft verringert wird.

Wave measuring method for measuring a wave (4),
in which the shaft (4) is clamped by means of a clamping device (2) and in which the shaft (4) is rotated about an axis of rotation and measured,
in which the shaft (4) is subjected to a lower holding force acting in the clamping direction (8) during a clamping process in the clamping device (2) and
in which the shaft (4) is subjected to a higher clamping force after completion of the clamping process,
whereby a transition between the lower holding force and the higher clamping force is carried out automatically and
wherein a measuring device (6), by means of which the shaft (4) is measured, sends a "start" signal to the clamping device (2) before the start of the measurement, in which the force exerted on the shaft (4) is then increased from the holding force to the clamping force and wherein after completion of the measurement, based on a signal originating from the measuring device (6), the force exerted by the clamping device (2) is again reduced from the clamping force to the holding force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wellenmessverfahren zur Vermessung einer Welle.The invention relates to a wave measuring method for measuring a wave.

Es sind Wellenmessgeräte bekannt, die mit Hilfe eines taktilen Sensors, eines optischen Sensors oder einer Kombination von mehreren Sensoren Messgrößen von Wellen, beispielsweise Dimension, Form und Lage, ermitteln.There are known wave measuring devices that use a tactile sensor, an optical sensor or a combination of several sensors to determine the measured values of waves, such as dimension, shape and position.

Um diese Messfunktion mit hoher Genauigkeit ausführen zu können, ist eine definierte Einspannung der zu vermessenden Welle erforderlich. Hierzu werden Spannvorrichtungen verwendet, die ein in einer Spannrichtung ortsfestes erstes Spannelement, beispielsweise in Form eines Spindelstocks, und ein relativ zu dem ersten Spannelement in der Spannrichtung und entgegen der Spannrichtung bewegliches zweites Spannelement, beispielsweise in Form eines Reitstocks aufweisen. An den Spannelementen können Spitzen vorgesehen sein, die zum Einspannen der Welle beim Spannvorgang in Zentrierbohrungen eingreifen, die an den Enden der Welle ausgebildet sind. Anstelle von Spitzen können beispielsweise auch abgeflachte Spitzen, Hohlspitzen oder Kugeln verwendet werden.In order to be able to carry out this measuring function with high accuracy, the shaft to be measured must be clamped in a defined manner. For this purpose, clamping devices are used which have a first clamping element that is stationary in a clamping direction, for example in the form of a headstock, and a second clamping element that is movable relative to the first clamping element in the clamping direction and against the clamping direction, for example in the form of a tailstock. Tips can be provided on the clamping elements which engage in centering holes formed at the ends of the shaft to clamp the shaft during the clamping process. Instead of tips, flattened tips, hollow tips or balls can also be used.

Bei manueller Einspannung einer Welle wird diese in der Regel auf das spindelstockseitige Spannelement aufgesetzt, danach manuell in Richtung der Maschinenachse ausgerichtet und das gegenüberliegende Spannelement axial entlang der Maschinenachse in Richtung der Welle zugestellt, bis die Welle zwischen den Spannelementes eingespannt ist. Für die Zustellung des zweiten Spannelementes wird üblicherweise von Hand ein Hebel oder ein Stellrad an einem Reitstock betätigt. Die Axialbewegung des zweiten Spannelementes wird beim Betätigen des Hebels oder Stellrades über ein Hebel- oder Zahnradgetriebe erreicht.When a shaft is clamped manually, it is usually placed on the headstock-side clamping element, then manually aligned in the direction of the machine axis and the opposite clamping element is advanced axially along the machine axis in the direction of the shaft until the shaft is clamped between the clamping elements. To advance the second clamping element, a lever or adjusting wheel on a tailstock is usually operated by hand. The axial movement of the second clamping element is achieved by operating the lever or adjusting wheel via a lever or gear transmission.

Insbesondere dann, wenn es sich bei den einzuspannenden Werkstücken um empfindliche oder auch schwere Wellen handelt, ist ein Bediener des Wellenmessgerätes bestrebt, die Welle mit beiden Händen zu halten, auf das erste Spannelement am Spindelstock aufzusetzen und auszurichten. Zum Einspannen durch Zustellen des zweiten Spannelementes fehlt dann eine weitere Hand zur Betätigung des Reitstocks. Eine ähnliche Situation tritt dann auf, wenn ein hoher Teiledurchsatz erreicht werden soll und der Bediener in einer Hand noch eine zu vermessende Welle hält, während er mit der anderen Hand eine bereits vermessende Welle aus dem Wellenmessgerät entnehmen möchte.Particularly when the workpieces to be clamped are sensitive or heavy shafts, the operator of the shaft measuring device will strive to hold the shaft with both hands, place it on the first clamping element on the headstock and align it. In order to clamp it by moving the second clamping element, another hand is then missing to operate the tailstock. A similar situation occurs when a high part throughput is to be achieved and the operator is still holding a shaft to be measured in one hand, while with the other hand he wants to remove a shaft that has already been measured from the shaft measuring device.

Es sind Spannvorrichtungen bekannt, die ein in einer Spannrichtung ortsfestes erstes Spannelement und ein relativ zu dem ersten Spannelement in der Spannrichtung und entgegen der Spannrichtung bewegliches zweites Spannelement aufweisen und bei denen dem zweiten Spannelement eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist. Ferner weisen die bekannten Spannvorrichtungen eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung auf. Bei den bekannten Spannvorrichtungen kann die Antriebseinrichtung beispielsweise als elektromotorische Antriebseinrichtung ausgebildet sein, die nach Betätigung eines Fußschalters das zweite Spannelement in Spannposition bewegt. Das Betätigen des Fußschalters erfordert beim Bediener eine hohe Konzentration. Außerdem entsteht ein Verletzungsrisiko, weil der Bediener das Werkstück mit seinen Händen hält, während das zweite Spannelement motorisch zugefahren wird.Clamping devices are known which have a first clamping element which is stationary in a clamping direction and a second clamping element which is movable relative to the first clamping element in the clamping direction and against the clamping direction, and in which a drive device is assigned to the second clamping element. The known clamping devices also have a control device for controlling the drive device. In the known clamping devices, the drive device can be designed, for example, as an electromotive drive device which moves the second clamping element into the clamping position after a foot switch is actuated. Actuating the foot switch requires a high level of concentration from the operator. There is also a risk of injury because the operator holds the workpiece with his hands while the second clamping element is closed by a motor.

Es ist bekannt, das zweite Spannelement in Richtung der Maschinenachse federnd mit einem Längshub zu versehen. Zum Einspannen der Welle wird diese zunächst gegen das zweite Spannelement gedrückt, das durch den federnden Längshub axial zurückweicht. Nach Längsausrichtung bzw. Axialausrichtung der Welle wird diese auf das in Spannrichtung ortsfeste erste Spannelement aufgesetzt, wobei aufgrund der Federwirkung das zweite Spannelement in Eingriff mit der Welle bleibt.It is known to provide the second clamping element with a spring-loaded longitudinal stroke in the direction of the machine axis. To clamp the shaft, it is first pressed against the second clamping element, which retreats axially due to the spring-loaded longitudinal stroke. After the shaft has been aligned longitudinally or axially, it is placed on the first clamping element, which is stationary in the clamping direction, whereby the second clamping element remains in engagement with the shaft due to the spring effect.

Nachteilig ist hierbei, dass die relativ große Spannkraft, die für die Einspannung der Welle während einer nachfolgenden Messung zwingend erforderlich ist, beim Einspannen der Welle von einem Bediener manuell überwunden werden muss. Da diese Spannkraft relativ groß sein muss, um zu verhindern, dass sich die Welle während ihrer Drehbewegung während der Vermessung löst, ist das manuelle Überwinden der Spannkraft durch den Bediener kraftaufwendig. Dies ermüdet den Bediener und führt im Ergebnis dazu, dass sich das Einspannen von Wellen in die Spannvorrichtung und damit auch der Messvorgang verlangsamt. Dies verursacht zusätzliche Kosten und führt dazu, dass die Taktzeiten bei der Vermessung von Wellen länger werden, was im Sinne eines effizienten Messablaufes bei einer Vielzahl von Wellen unerwünscht ist.The disadvantage here is that the relatively high clamping force, which is absolutely necessary for clamping the shaft during a subsequent measurement, must be manually overcome by an operator when clamping the shaft. Since this clamping force must be relatively high in order to prevent the shaft from coming loose during its rotational movement during the measurement, it is very strenuous for the operator to manually overcome the clamping force. This tires the operator and results in the clamping of shafts in the clamping device and thus also the measuring process being slowed down. This causes additional costs and leads to longer cycle times when measuring shafts, which is undesirable in terms of an efficient measurement process with a large number of shafts.

Durch DE 42 31 275 A1 ist eine Messvorrichtung zur Vermessung von Rotationskörpern bekannt, bei der der zu vermessende Rotationskörper mittels einer Spannvorrichtung eingespannt wird und bei der der Rotationskörper um eine Drehachse gedreht und vermessen wird. Während der Messung ist der Rotationskörper in der Spannvorrichtung entsprechend einer Spannkraft eingespannt.Through DE 42 31 275 A1 A measuring device for measuring rotating bodies is known in which the rotating body to be measured is clamped using a clamping device and in which the rotating body is rotated about an axis of rotation and measured. During the measurement, the rotating body is clamped in the clamping device according to a clamping force.

Durch DD 273 023 A1 ist eine Spannvorrichtung bekannt, die einen Vorrichtungsgrundkörper und eine feste sowie eine bewegliche, mittels Spannelementen betätigbare Spannbacke aufweist. Eine Werkstückaufnahme in den Spannbacken ist in Gleitnuten senkrecht zur Werkstückachse verschiebbar angeordnet, wobei die bewegliche Spannbacke durch Federkraft vorgespannt wird.Through DD 273 023 A1 A clamping device is known which has a device base body and a fixed and a movable clamping jaw which can be actuated by means of clamping elements. A workpiece holder in the clamping jaws is in sliding grooves arranged to be movable perpendicular to the workpiece axis, whereby the movable clamping jaw is preloaded by spring force.

Durch DE 38 27 674 A1 ist eine Spannvorrichtung mit einer festen und einer geführten beweglichen Spannbacke und mit einer einen Widerlagerblock durchsetzenden, mit der beweglichen Spannbacke gekoppelten Schraubspindel bekannt, bei der die bewegliche Spannbacke um eine durch Anschläge begrenzte Strecke axial verschiebbar relativ zu der Schraubspindel ist und bei der eine die bewegliche Spannbacke in Richtung auf die feste Spannbacke belastende Feder zwischen beweglicher Spannbacke und Schraubspindel angeordnet ist.Through DE 38 27 674 A1 A clamping device with a fixed and a guided movable clamping jaw and with a screw spindle passing through an abutment block and coupled to the movable clamping jaw is known, in which the movable clamping jaw is axially displaceable relative to the screw spindle by a distance limited by stops and in which a spring loading the movable clamping jaw in the direction of the fixed clamping jaw is arranged between the movable clamping jaw and the screw spindle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wellenmessverfahren anzugeben, das einfach durchführbar ist und kurze Taktzeiten ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a shaft measuring method which is easy to carry out and enables short cycle times.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This object is solved by the invention defined in claim 1.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Einspannung der Welle so zu gestalten, dass während des Einspannvorganges in der Spannvorrichtung zunächst eine geringere Haltekraft auf die Welle wirkt und nach Abschluss des Einspannvorganges die Welle mit der größeren Spannkraft, die während der Messung erforderlich ist, beaufschlagt wird.The basic idea of the invention is to design the clamping of the shaft in such a way that during the clamping process in the clamping device a lower holding force initially acts on the shaft and after completion of the clamping process the shaft is subjected to the greater clamping force that is required during the measurement.

Beispielsweise und insbesondere kann sich der Einspannvorgang so vollziehen, dass die Welle zunächst an das bewegliche zweite Spannelement angesetzt wird, das so mit einer in Spannrichtung wirkenden Kraft, insbesondere Federkraft, beaufschlagt sein kann, dass es bei einer Bewegung der Welle entgegen der Spannrichtung in dieser Richtung ausweicht, gleichzeitig jedoch in Eingriff mit der Welle bleibt, wobei in dieser Phase das zweite Spannelement die Welle mit der relativ geringen Haltekraft beaufschlagt ist. Somit muss in dieser Phase des Einspannvorganges lediglich die relativ geringe Haltekraft von dem Bediener überwunden werden, was kraft- und im Ergebnis zeitsparend ist.For example and in particular, the clamping process can be carried out in such a way that the shaft is first placed on the movable second clamping element, which can be subjected to a force acting in the clamping direction, in particular a spring force, such that when the shaft moves in the opposite direction to the clamping direction, it deviates in this direction, but at the same time remains in engagement with the shaft, with the second clamping element applying the relatively low holding force to the shaft in this phase. Thus, in this phase of the clamping process, the operator only has to overcome the relatively low holding force, which saves effort and ultimately time.

Nachdem das zweite Spannelement mittels der Welle und entgegen der Haltekraft so weit verschoben worden ist, dass die lichte Weite zwischen den Spannelementen größer ist als die Länge der Welle, kann die Welle zur Maschinenachse ausgerichtet werden. Daran anschließend kann die Welle unter Einwirkung der Kraftbeaufschlagungsmittel mit ihrem dem zweitem Spannelement abgewandten Ende auf das erste Spannelement aufgesetzt werden, so dass die Welle im Ergebnis zwischen den Spannelementen eingespannt und damit entsprechend der Haltekraft zwischen den Spannelementen gehalten ist.After the second clamping element has been moved by means of the shaft and against the holding force so far that the clear width between the clamping elements is greater than the length of the shaft, the shaft can be aligned with the machine axis. The shaft can then be placed on the first clamping element with the end facing away from the second clamping element under the influence of the force application means, so that the shaft is clamped between the clamping elements and thus held between the clamping elements in accordance with the holding force.

Falls während des Einspannvorganges eine Korrektur der Ausrichtung der Welle zur Maschinenachse und in diesem Zusammenhang eine erneute Bewegung der Welle entgegen der Spannrichtung erforderlich ist, so muss hierbei wiederum die relativ geringe Haltekraft überwunden werden.If during the clamping process a correction of the alignment of the shaft to the machine axis and in this context a renewed movement of the shaft against the clamping direction is necessary, the relatively low holding force must again be overcome.

Nachdem die Welle in der gewünschten Weise zwischen den Spannelementen gehalten ist, wird die Welle zwischen den Spannelementen mit der relativ großen Spannkraft beaufschlagt, die während der Messung erforderlich ist.After the shaft is held between the clamping elements in the desired manner, the shaft is subjected to the relatively large clamping force between the clamping elements that is required during the measurement.

Nachdem die Welle mit der Spannkraft beaufschlagt und damit eingespannt ist, kann die Messung begonnen werden. Erfindungsgemäß ist somit das Einspannen der Welle einfach, kraftsparend und zeitsparend gestaltet, während die Welle durch Beaufschlagung mit der Spannkraft sicher eingespannt ist.Once the shaft has been subjected to the clamping force and thus clamped, the measurement can begin. According to the invention, clamping the shaft is thus simple, effortless and time-saving, while the shaft is securely clamped by applying the clamping force.

Nach Durchführung der Messung kann die Welle aus der Spannvorrichtung entnommen werden, wobei die für den Einspannvorgang beschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge ablaufen.After the measurement has been carried out, the shaft can be removed from the clamping device by repeating the steps described for the clamping process in reverse order.

Eine Umschaltung zwischen der geringeren Haltekraft und der größeren Spannkraft kann erfindungsgemäß auf beliebige geeignete Weise erfolgen.According to the invention, switching between the lower holding force and the higher clamping force can be carried out in any suitable manner.

So ist es erfindungsgemäß beispielsweise möglich, die Haltekraft und die Spannkraft jeweils durch Federn aufzubringen. Bei einer solchen Ausführungsform wird die Federanordnung so gestaltet, dass wenigstens eine Feder, die zum Aufbringen der Spannkraft aktiv ist, zur Verringerung der Kraft auf die geringere Haltekraft deaktiviert werden kann. Bei einer solchen Ausführungsform sind also zwei Spannstufen vorgesehen, wobei in der ersten Spannstufe (unter Deaktivierung eines Teils der Federmittel) lediglich die geringere Haltekraft aufgebracht wird und zur Aufbringung der größeren Spannkraft der während des Einspannvorganges deaktivierte Teil der Federmittel aktiviert bzw. zugeschaltet wird.For example, according to the invention it is possible to apply the holding force and the clamping force using springs. In such an embodiment, the spring arrangement is designed in such a way that at least one spring that is active for applying the clamping force can be deactivated to reduce the force to the lower holding force. In such an embodiment, two clamping stages are therefore provided, whereby in the first clamping stage (with deactivation of part of the spring means) only the lower holding force is applied and to apply the greater clamping force the part of the spring means that was deactivated during the clamping process is activated or switched on.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, die Haltekraft bzw. die Spannkraft wenigstens teilweise durch eine Antriebseinrichtung aufzubringen, die nach einem beliebigen geeigneten Wirkprinzip arbeiten kann. So können beispielsweise elektromotorische und/oder pneumatische und/oder hydraulische Antriebseinrichtungen verwendet werden.According to the invention, it is also possible to apply the holding force or the clamping force at least partially by a drive device that can operate according to any suitable operating principle. For example, electromotive and/or pneumatic and/or hydraulic drive devices can be used.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, eine Kombination aus Federmitteln und einer Antriebseinrichtung zu verwenden. Beispielsweise und insbesondere kann die Haltekraft durch Federmittel, beispielsweise Schraubenfedern, aufgebracht werden, während die Spannkraft beispielsweise durch einen elektromotorischen Spindeltrieb aufgebracht wird.It is also possible according to the invention to use a combination of spring means and a drive direction. For example and in particular, the holding force can be applied by spring means, for example coil springs, while the clamping force is applied, for example, by an electromotive spindle drive.

Die im Kontext der Erfindung verwendeten relativen Begriffe „geringer“ und „größer“ bzw. „relativ gering“ und „relativ groß“ beziehen sich darauf, dass die Haltekraft geringer als die Spannkraft ist. Die absoluten Werte dieser Kräfte können entsprechend den jeweiligen Erfordernissen innerhalb weiter Grenzen gewählt werden. Die Erfindung sieht vor, dass ein Übergang zwischen der geringeren Haltekraft und der größeren Spannkraft automatisch vollzogen wird, und zwar derart, dass die Messvorrichtung, mittels derer die Welle vermessen wird, vor Beginn der Messung ein „Start“-Signal an die Spannvorrichtung sendet, in der daraufhin die auf die Welle ausgeübte Kraft von der Haltekraft auf die Spannkraft erhöht wird. Nach Abschluss der Messung kann aufgrund eines von der Messvorrichtung stammenden Signals dann die von der Spannvorrichtung ausgeübte Kraft wieder von der Spannkraft auf die Haltekraft verringert werden.The relative terms "lower" and "larger" or "relatively low" and "relatively high" used in the context of the invention refer to the fact that the holding force is lower than the clamping force. The absolute values of these forces can be selected within wide limits according to the respective requirements. The invention provides that a transition between the lower holding force and the higher clamping force is carried out automatically, in such a way that the measuring device by means of which the shaft is measured sends a "start" signal to the clamping device before the start of the measurement, in which the force exerted on the shaft is then increased from the holding force to the clamping force. After completion of the measurement, the force exerted by the clamping device can then be reduced again from the clamping force to the holding force based on a signal from the measuring device.

Eine vorteilhafte Weiterbildung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Spannvorrichtung ein in Spannrichtung ortsfestes erstes Spannelement und eine in Spannrichtung relativ zu dem ersten Spannelement bewegliches zweites Spannelement aufweist, sieht vor, dass die Haltekraft durch die Gewichtskraft des zweiten Spannelementes einschließlich damit verbundener, in Spannrichtung beweglicher Bauteile aufgebracht wird. Bei dieser Ausführungsform erübrigen sich Vorspannmittel oder dergleichen zum Aufbringen der Haltekraft, so dass auch bei einer hierzu erforderlichen Spannvorrichtung vereinfacht ist.An advantageous development of an embodiment of a method according to the invention, in which the clamping device has a first clamping element that is stationary in the clamping direction and a second clamping element that is movable in the clamping direction relative to the first clamping element, provides that the holding force is applied by the weight of the second clamping element including connected components that are movable in the clamping direction. In this embodiment, pre-tensioning means or the like for applying the holding force are unnecessary, so that even if a clamping device is required for this purpose, the process is simplified.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Haltekraft und/oder die Spannkraft wenigstens teilweise durch in Spannrichtung wirkende Kraftbeaufschlagungsmittel erzeugt wird. Wie bereits ausgeführt, ist die Ausgestaltung dieser Kraftbeaufschlagungsmittel entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar.Another advantageous development of the invention provides that the holding force and/or the clamping force is generated at least partially by force application means acting in the clamping direction. As already explained, the design of these force application means can be selected within wide limits according to the respective requirements.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Haltekraft aus der Gewichtskraft des zweiten Spannelementes einschließlich damit verbundener, in Spannrichtung beweglicher Bauteile sowie einer entgegen der Spannrichtung wirkenden Gegenkraft resultiert, derart, dass die Haltekraft geringer als die Gewichtskraft des zweiten Spannelementes ist. Bei dieser Ausführungsform kompensieren die Kraftbeaufschlagungsmittel die Gewichtskraft des zweiten Spannelementes (einschließlich damit verbundener, in Spannrichtung beweglicher Bauteile) teilweise, so dass das Einspannen der Welle erleichtert ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn große und schwere Wellen eingespannt werden sollen und das zweite Spannelement somit ein hohes Gewicht aufweist.Another advantageous development of the invention provides that the holding force results from the weight of the second clamping element, including connected components that can move in the clamping direction, and a counterforce acting against the clamping direction, such that the holding force is less than the weight of the second clamping element. In this embodiment, the force application means partially compensate for the weight of the second clamping element (including connected components that can move in the clamping direction), so that clamping the shaft is made easier. This is particularly advantageous when large and heavy shafts are to be clamped and the second clamping element is therefore very heavy.

Eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist im Anspruch 5 angegeben. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weist Kraftbeaufschlagungsmittel zur Beaufschlagung des zweiten Spannelementes mit einer in Spannrichtung wirkenden Kraft auf, wobei erfindungsgemäß die Kraftbeaufschlagungsmittel derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass die Welle während des Einspannvorganges mit einer geringeren Haltekraft beaufschlagbar ist oder beaufschlagt wird und nach Beendigung des Einspannvorganges mit einer größeren Spannkraft eingespannt wird. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weist ferner eine Steuerungseinrichtung zur automatischen Ansteuerung der Kraftbeaufschlagungsmittel auf, derart, dass die Umschaltung zwischen der Haltekraft und der Spannkraft automatisch erfolgt, indem die Messvorrichtung, mittels derer die Welle vermessen wird, vor Beginn der Messung ein „Start“-Signal an die Spannvorrichtung sendet, in der daraufhin die auf die Welle ausgeübte Kraft von der Haltekraft auf die Spannkraft erhöht wird, wobei nach Abschluss der Messung aufgrund eines von der Messvorrichtung stammenden Signals die von der Spannvorrichtung ausgeübte Kraft wieder von der Spannkraft auf die Haltekraft verringert wird.A clamping device according to the invention is specified in claim 5. The clamping device according to the invention has force application means for applying a force acting in the clamping direction to the second clamping element, wherein the force application means are designed and arranged according to the invention in such a way that the shaft can be or is subjected to a lower holding force during the clamping process and is clamped with a greater clamping force after the clamping process has ended. The clamping device according to the invention also has a control device for automatically controlling the force application means in such a way that the switching between the holding force and the clamping force takes place automatically in that the measuring device by means of which the shaft is measured sends a "start" signal to the clamping device before the start of the measurement, in which the force exerted on the shaft is then increased from the holding force to the clamping force, wherein after the measurement has been completed, the force exerted by the clamping device is reduced again from the clamping force to the holding force based on a signal from the measuring device.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind in den Unteransprüchen 6 bis 9 angegeben. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile, wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen Weiterbildungen.Further developments of the clamping device according to the invention are specified in subclaims 6 to 9. The same advantages arise as with the method according to the invention and its further developments.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der ein stark schematisiertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Wellenmessverfahrens dargestellt ist.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which a highly schematic embodiment of a clamping device according to the invention for carrying out a shaft measuring method according to the invention is shown.

Es zeigt:

1 stark schematisiert eine Ansicht einer Wellenmessvorrichtung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wellenmessverfahrens in einer ersten Phase eines Einspannvorganges,
2 die Messvorrichtung gemäß 1 in einer zweiten Phase des Einspannvorganges,
3 die gleiche Darstellung wie 1 in einer dritten Phase des Einspannvorganges,
4 in gleicher Darstellung wie 1 die Messvorrichtung gemäß 1 während der Messung.

It shows:

1 highly schematic view of a shaft measuring device for carrying out an embodiment of the shaft measuring method according to the invention in a first phase of a clamping process,
2 the measuring device according to 1 in a second phase of the clamping process,
3 the same representation as 1 in a third phase of the clamping process,
4 in the same representation as 1 the measuring device according to 1 during the measurement.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 2 zur Einspannung einer Welle 4 dargestellt, die mittels einer lediglich symbolisch angedeuteten Messvorrichtung 6 vermessen werden soll.In 1 a clamping device 2 according to the invention for clamping a shaft 4 is shown, which is to be measured by means of a measuring device 6 which is only symbolically indicated.

Die Spannvorrichtung 2 weist ein in einer in 1 durch einen Pfeil 8 angedeuteten Spannrichtung ortsfestes erstes Spannelement 10 und eine relativ zu dem ersten Spannelement 10 in der Spannrichtung 8 und entgegen der Spannrichtung 8 bewegliches zweites Spannelement 12 auf, wobei die Welle 4 zwischen dem ersten Spannelement 10 und dem zweiten Spannelement einspannbar ist und im Laufe eines nachfolgend näher erläuterten Einspannvorganges eingespannt wird.The clamping device 2 has a in a 1 a first clamping element 10 which is stationary in the clamping direction indicated by an arrow 8 and a second clamping element 12 which is movable relative to the first clamping element 10 in the clamping direction 8 and counter to the clamping direction 8, wherein the shaft 4 can be clamped between the first clamping element 10 and the second clamping element and is clamped in the course of a clamping process explained in more detail below.

Die Spannvorrichtung 2 weist ferner Kraftbeaufschlagungsmittel zur Beaufschlagung des zweiten Spannelementes 12 mit einer in Spannrichtung 8 wirkenden Kraft auf. Diese Kraftbeaufschlagungsmittel weisen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zum einen Federmittel auf, die das zweite Spannelement in Spannrichtung 8 vorspannen und in der Zeichnung rein schematisch durch eine Schraubenfeder 14 symbolisiert sind.The clamping device 2 also has force application means for applying a force acting in the clamping direction 8 to the second clamping element 12. In the embodiment shown, these force application means have spring means which pre-tension the second clamping element in the clamping direction 8 and are symbolized purely schematically in the drawing by a helical spring 14.

Die Kraftbeaufschlagungsmittel weisen ferner eine Antriebseinrichtung auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Linearantrieb in Form eines Spindeltriebs 16 gebildet ist. Der Spindeltrieb 16 weist eine Gewindespindel 18 auf, die durch einen nicht dargestellten Elektromotor drehantreibbar ist, wie in der Zeichnung durch das Bezugszeichen 20 symbolisiert. Auf der Gewindespindel 18 ist verdrehsicher eine als Schlitten 22 ausgebildete Spindelmutter angeordnet, die die Federmittel (Schraubenfeder 14) trägt, die ihrerseits das zweite Spannelement 12 tragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel realisieren die Federmittel (Schraubenfeder 14) eine erste Spannstufe zum Aufbringen der geringeren Haltekraft, während die Antriebseinrichtung (Spindeltrieb 16) eine zweite Spannstufe zum Aufbringen der größeren Spannkraft bildet.The force application means also have a drive device, which in this embodiment is formed by a linear drive in the form of a spindle drive 16. The spindle drive 16 has a threaded spindle 18, which can be driven in rotation by an electric motor (not shown), as symbolized in the drawing by the reference number 20. A spindle nut designed as a slide 22 is arranged on the threaded spindle 18 in a rotationally secure manner, which carries the spring means (helical spring 14), which in turn carry the second clamping element 12. In the embodiment shown, the spring means (helical spring 14) realize a first clamping stage for applying the lower holding force, while the drive device (spindle drive 16) forms a second clamping stage for applying the greater clamping force.

Ein erfindungsgemäßes Wellenmessverfahren zur Vermessung der Welle 4 vollzieht sich wie folgt:

Vor Beginn der Messung wird die Welle 4 mittels der Spannvorrichtung 2 eingespannt.

A shaft measuring method according to the invention for measuring the shaft 4 is carried out as follows:

Before starting the measurement, the shaft 4 is clamped using the clamping device 2.

In einer ersten Phase des Einspannvorganges drückt ein Bediener die Welle 4 in 1 nach oben, wobei das zweite Spannelement unter der Vorspannung der Federmittel 14 entgegen der Spannrichtung 8 ausweicht und in Kontakt mit der Welle 4 bleibt. Zur Zentrierung der Welle 4 an den Spannelementen 10 oder 12 können an den Enden der Welle 4 Zentrierbohrungen vorgesehen sein, wie dies allgemein bekannt ist.In a first phase of the clamping process, an operator presses the shaft 4 into 1 upwards, whereby the second clamping element deviates under the prestress of the spring means 14 against the clamping direction 8 and remains in contact with the shaft 4. To center the shaft 4 on the clamping elements 10 or 12, centering holes can be provided at the ends of the shaft 4, as is generally known.

Sobald die lichte Weite zwischen den Spannelementen 10, 12 größer als die Länge der Welle 4 ist, kann dieselbe zur Maschinenachse ausgerichtet werden, die durch die Drehachse definiert ist, um die die Welle 4 bei der nachfolgenden Messung gedreht wird. 2 zeigt die Welle 4 in einer Position, in der sie zu der Maschinenachse ausgerichtet ist.As soon as the clear width between the clamping elements 10, 12 is greater than the length of the shaft 4, the latter can be aligned with the machine axis, which is defined by the axis of rotation about which the shaft 4 is rotated during the subsequent measurement. 2 shows the shaft 4 in a position where it is aligned with the machine axis.

Nach Ausrichtung der Welle 4 zu der Maschinenachse kann der Bediener die Welle 4 dann unter der Vorspannwirkung der Federmittel 14 mit ihrem dem zweiten Spannelement 12 abgewandten Ende auf das erste Spannelement 10 aufsetzen, wie in 3 dargestellt. In dieser Position ist die Welle 4 entsprechend der durch die Federmittel 14 definierten Haltekraft zwischen den Spannelementen 10, 12 gehalten.After aligning the shaft 4 with the machine axis, the operator can then place the shaft 4 under the preloading effect of the spring means 14 with its end facing away from the second clamping element 12 onto the first clamping element 10, as in 3 In this position, the shaft 4 is held between the clamping elements 10, 12 according to the holding force defined by the spring means 14.

Zum Aufbringen der größeren Spannkraft wird die Gewindespindel 18 derart drehangetrieben, dass sich der Schlitten 22 in der Zeichnung nach unten bewegt, wobei zunächst die Schraubenfeder der Federmittel 14 auf Block geht, wie in 4 dargestellt. Bei einer weiteren Bewegung des Schlittens 22 in der Zeichnung nach unten wird die auf die Welle 4 wirkende Kraft erhöht, bis die gewünschte Spannkraft erreicht ist und die Welle 4 somit sicher eingespannt ist. In dieser Position kann die Welle 4 dann mittels eines geeigneten Drehantriebs um eine Drehachse 24 gedreht werden, wie in 4 bei dem Bezugszeichen 26 angedeutet. Hierbei kann die Welle in dem Fachmann allgemein bekannter Weise vermessen werden.To apply the greater clamping force, the threaded spindle 18 is driven in such a way that the slide 22 moves downwards in the drawing, whereby first the helical spring of the spring means 14 goes to block, as in 4 shown. With a further movement of the carriage 22 downwards in the drawing, the force acting on the shaft 4 is increased until the desired clamping force is reached and the shaft 4 is thus securely clamped. In this position, the shaft 4 can then be rotated about a rotation axis 24 by means of a suitable rotary drive, as shown in 4 indicated by the reference number 26. The shaft can be measured in a manner generally known to those skilled in the art.

Nach Abschluss der Messung kann die Welle 4 wieder ausgespannt werden, wobei die in Bezug auf den Einspannvorgang beschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge ablaufen. Da während des Einspannvorganges lediglich die relativ geringe Haltekraft auf die Welle 4 wirkt, ist dieser Einspannvorgang für den Bediener kraftsparend ausgestaltet und kann damit schnell ausgeführt werden. Gleichwohl ist während des Messvorganges eine sichere Einspannung der Welle 4 gewährleistet, weil nach Beendigung des Einspannvorganges die Welle 4 mit der größeren Spannkraft beaufschlagt wird.After the measurement has been completed, the shaft 4 can be unclamped again, whereby the steps described for the clamping process are carried out in reverse order. Since only the relatively low holding force acts on the shaft 4 during the clamping process, this clamping process is designed to save the operator's energy and can therefore be carried out quickly. Nevertheless, secure clamping of the shaft 4 is guaranteed during the measuring process because the shaft 4 is subjected to the greater clamping force after the clamping process has been completed.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

22: Spannvorrichtungclamping device
44: WelleWave
66: Messvorrichtungmeasuring device
88: Spannrichtungtension direction
1010: Spannelementclamping element
1212: Spannelementclamping element
1414: Schraubenfedercoil spring
1616: Spindeltriebspindle drive
1818: Gewindespindelthreaded spindle
2020: Symbol DrehantriebSymbol rotary drive
2222: SchlittenSleds
2424: Drehachseaxis of rotation
2626: Symbol Drehungsymbol rotation

Claims

Shaft measuring method for measuring a shaft (4), in which the shaft (4) is clamped by means of a clamping device (2) and in which the shaft (4) is rotated about an axis of rotation and measured, in which the shaft (4) is subjected to a lower holding force acting in the clamping direction (8) during a clamping process in the clamping device (2) and in which the shaft (4) is subjected to a higher clamping force after the clamping process has ended, whereby a transition between the lower holding force and the higher clamping force is carried out automatically and whereby a measuring device (6) by means of which the shaft (4) is measured sends a "start" signal to the clamping device (2) before the start of the measurement, in which the force exerted on the shaft (4) is then increased from the holding force to the clamping force and where, after the measurement has been completed, the force exerted by the clamping device (2) is reduced again from the clamping force to the holding force based on a signal from the measuring device (6).

procedure according to claim 1 , in which the clamping device (2) has a first clamping element (10) which is stationary in the clamping direction (8) and a second clamping element (12) which is movable in the clamping direction (8) relative to the first clamping element (10), characterized in that the holding force is generated by the weight of the second clamping element (12) including components connected thereto which are movable in the clamping direction (8).

procedure according to claim 1 or 2 , in which the holding force and/or the clamping force is at least partially generated by force application means acting in the clamping direction (8).

Method according to one of the preceding claims, in which the holding force results from the weight of the second clamping element (12) including components connected thereto that are movable in the clamping direction (8) and a counterforce acting counter to the clamping direction (8), such that the holding force is less than the weight of the second clamping element (12) including components connected thereto that are movable in the clamping direction (8).

Clamping device (2) for clamping a shaft (4) for use with a measuring device (6) for measuring the shaft (4), with a first clamping element (10) that is stationary in a clamping direction (8) and with a second clamping element (12) that is movable relative to the first clamping element (10) in the clamping direction (8) and counter to the clamping direction (8), wherein the shaft (4) can be or is clamped between the first clamping element (10) and the second clamping element (12), with force application means for applying a force acting in the clamping direction (8) to the second clamping element (12), wherein the force application means are designed such that the shaft (4) can be or is subjected to a lower holding force during a clamping process in the clamping device (2) and that the shaft (4) is clamped with a higher clamping force after the clamping process has ended, with a control device for automatically controlling the Force application means such that the switching between the holding force and the clamping force takes place automatically in that the measuring device (6) by means of which the shaft (4) is measured sends a "start" signal to the clamping device (2) before the start of the measurement, in which the force exerted on the shaft (4) is then increased from the holding force to the clamping force, wherein after completion of the measurement, due to a signal originating from the measuring device (6), the force exerted by the clamping device (2) is reduced again from the clamping force to the holding force.

Clamping device (2) after claim 5 , wherein the second clamping element (12) is designed and arranged such that the holding force is generated by the weight of the second clamping element (12) including components connected thereto which are movable in the clamping direction (8).

Clamping device (2) after claim 5 or 6 , wherein the force application means have a drive device acting at least in the clamping direction (8).

Clamping device (2) after claim 7 , characterized in that the drive device is reversible.

Clamping device (2) after claim 7 or 8 , characterized in that the drive direction for exerting a force acting counter to the clamping direction (8) on the second clamping element (12).