DD219568A1

DD219568A1 - Einrichtung zur pruefung rotationssymmetrischer oberflaechen, insbesondere von kugellagerringen

Info

Publication number: DD219568A1
Application number: DD25653383A
Authority: DD
Inventors: Bernd Raschke
Original assignee: Werk Fernsehelektronik Veb
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1985-03-06

Abstract

Um rotationssymmetrische Oberflaechen, insbesondere von Kugellagerringen, unter geringem Zeitaufwand auf Masshaltigkeit und/oder Rundheit und/oder Oberflaechenbeschaffenheit ueberpruefen zu koennen, soll eine die besonderen Bedingungen rotationssymmetrischer Oberflaechen beruecksichtigende und von der Profilierung der Oberflaeche weitestgehend unabhaengige Pruefeinrichtung geschaffen werden. Dazu ist ein in seinem Durchmesser und seiner axialen Ausdehnung den Abmessungen der Prueflinge angepasster Pruefkopf koaxial in oder ueber einen rotierenden Pruefling schiebbar angeordnet. Der Pruefkopf weist n voneinander unabhaengige Pruefeinheiten auf, die aus einer die zu pruefenden Flaeche beleuchtenden Lichtquelle und einem in Umfangsrichtung versetzt und gegen verfaelschendes Fremdlicht geschuetzt angeordneten, von der Lichtquelle durch einen lichtundurchlaessigen, zu der zu pruefenden Oberflaeche einen Abstand aufweisenden Steg getrennten, lichtempfindlichen Sensor bestehen, wobei n 1, vorzugsweise ungerade ist. Dem Sensor ist eine Auswerteeinrichtung nachgeordnet. Fig. 2

Description

!Eitel der Erfindung

Einrichtung zur Prüfung rotationssymmetrischer Oberflächen, ., insbesondere von Kugellagerringen

.Anwendungsgebiet der Erfindung

Eine, Einrichtung zur Prüfung rot at ions symmetrischer Ober- ; '^v flächen, insbesondere -von Kugellagerringen, wird zum Feststellen der Maßhaltigkeit und/oder der Hundheit und/oder der Oberflächenbeschaffenheit benötigt·

Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Es sind die unterschiedlichsten mechanischen Abtastein-

' . . ι .

richtungen zur Prüfung rotationssymmetrischer Oberflächen bekannt. Diese Einrichtungen unterliegen einem mehr oder Yjeniger großen Verschleiß und sind zudem- zum überprüfen profilierter rotationssymmetrischer Oberflächen, ζ. B. Kugellagerringen, meist ungeeignet« '

Ana der DS-OS 2700713 ist ein Verfahren- zur berührungslosen Messung von Schleifkante und Schleifwinkel von Werkstoffen bekannt, die mit Schleifmaschinen bearbeitet werden, wobei die bearbeiteten Werkstoffe auf optischem Wege durch Wahrnehmung des von der Oberfläche des Werkstoffes reflektierten Lichtes vermessen werden, welches je nach Heigung der geschliffenen oder ungeschliffenen Oberfläche nach ver-

schiedenen Richtungen reflektiert wird. Mittels eines lasers und den reflelrfciert en laser auswertender Fotodioden soll die Messung erfolgen und eine Nachstellung der Schleifscheiben durch Stellmotore ermöglicht werden. Hachteilig an diesem Verfahren ist, daß es ebene Plächen mit eindeutigen optischen Reflexionseigenschaften voraussetzt.¹

ins der DE-AS 1959332 ist eine Meß vorrichtung zur Durchführung berührungsloser Messungen an einem Meßobjekt bekannt, wobei zwischen einem Meßkopf und einer Hache des Heßobjektes ein Staudruck ausgebildet wird, inch diese Vor^ richtung ist zum Messen profilierter rotationssymmetrischer Oberflächen, insbesondere von Kugellagerringen ungeeignet.

Aus der DB-OS 2828311 ist eine. Vorrichtung zur Überwachung von Betriebswerten eines Lagers bekannt, die eine Durchstrahlungsmessung zwischen rotierendem und feststehendem" Lagerelement durchführt und auswertet. Die Vorrichtung ist nur für Überwaehungszwecke einsetzbar·

Aus der DE-OS 2946493 ist ein Verfahren zur berührungslosen und automatischen Erkennung und quantitativen Bewertung von Qualitätsmerkmalen optisch reflektierender Oberflächen bekannt, wobei ein durch Beleuchtung mit einer Punktlichtquelle oder mit einem parallelen Lichtbündel, z. B. durch Laser, entstehendes optisch reflektiertes Lichtfeld durch photoelektrische Detektoren, wie z* B. Phototransistoren oder bildaufzeichnende Röhren, abgetastet wird und die so erhaltenen Signale zur ?»'eiterverarbeitung und zur Umrechnung in Qualitätskennzahlen verwendet werden, nachteilig an diesem Verfahren ist, daß e'ine aufwendige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens benötigt wird.

Aus der DE-OS 2654020 ist eine Meß- und/oder Überwachungseinrichtung für Spaltänderungen zwischen zwei Bauelementen, insbesondere zwischen feststehenden und bewegten Bauelemen-' ten von Maschinen bekannt, wobei ein Lichtstrahlenbündel vom ersten auf da£ zweite Bauelement gerichtet und am zwei-

ten Bauelement wenigstens ein lichtempfindlicher Detektor angeordnet ist, wobei Lichtstrahlenbündel und Detektor so aufeinander abgestimmt sind, daß sich im Palle einer Änderung des Spaltes eine Belichtungsänderung des Detektors ergibt. Für die Messung bzw. Überwachung von änderungen des Spaltes zwischen umlaufenden und feststehenden Bauelementen ist gemäß DE-OS 2654020 vorgesehen, die Lichtquelle bzw. das Lichtstrahlenbündel und den bzw. die Detektoren entweder etwa in einer_Λ die Rotationsachse des bewegten ersten Bauelementes enthaltenden Ebene oder in einer zur Rotationsachse quer, vorzugsweise etwa senkrecht verlaufenden Ebene anzuordnen· Nachteilig an dieser Einrichtung V ist, daß die zu messenden und/oder zu überwachenden Oberflächen besonders ausgerüstet, z. B. mit einem Reflektor versehen werden müssen.

Ziel der Erfindung .

Mit geringem Zeitaufwand realisierbare E:nnittlung vorgegebene Toleranzen überschreitender Prüflinge mit rotationsaymmetrischen Oberflächen, insbesondere bei Kugellagerringen.

Darlegung des Yfesens der Erfindung

^-^? - Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst

wird. ' . ' '

Um vorgegebene-Toleranzen überschreitende Prüflinge mit rotationssymmetrischen Oberflächen, insbesondere bei Kugellagerringen, unter geringem Zeitaufwand ermitteln zu können, soll eine die besonderen Bedingungen rotationssymmetrischer Oberflächen berücksichtigende und von der Profilierung der rotationssymmetrischen Oberfläche weitestgehend unabhängige Prüfeinrichtung geschaffen werden.

- Merkmale der Erfindung '

Ein in seinem Durchmesser und seiner axialen Ausdehnung den Abmessungin der Prüflinge angepaßter Prüfkopf ist koaxial in und/oder über einen rotierenden Prüfling schiebbar angeordnet. Der Prüfkopf weist η voneinander unab- hängige Prüfeinheiten auf, die aus einer die zu prüf ende Fläche beleuchtenden Lichtquelle und einem in Umfangsrichtung des Prüfkopfes gegen die Lichtquelle versetzt und gegen verfälschendes Fremdlicht geschützt angeordneten, von der Lichtquelle durch einen lichtundurchlässigen, zu der zu prüfenden Oberfläche des Prüflings einen die maximalen Toleranzen berücksichtigenden Abstand aufweisenden Steg getrennten, lichtempfindlichen Sensor bestehen, wobei . η £ 1, vorzugsweise ungerade ist. Dem Sensoi· bzw. den Sensoren ist eine den fließenden Fotostrom bzw. die entstehende Fotospannung auswertende Einrichtung naengeordnet.

' Es ist vorteilhaft, eine Licht definierter Wellenlänge aussendende Lichtquelle, vorzugsweise eine Diode einzusetzen, da dann das Fernhalten von verfälschendem Fremdlicht be-. deutend einfacher wird. -

la ist sinnvoll, als lichtempfindlichen Sensor einen Fototransistor einzusetzen, der über einen nachgeschaltetes. ν -Verstärker, eine nachgeschaltete Steuereinrichtung und einen nachgeschalteten Stellmotor eine Aussonderung die vorgegebenen Toleranzen überschreitender und/oder Oberflächenfehler aufweisender Prüflinge oder eine Nachstellung der - Bearbeitungsmaschine bewirkt·

Ss ist zweckmäßig, in dem Prüfkopf auf die Oberfläche des Prüflings gerichtete Preßluftaustrittskanäle anzuordnen und während des axialen Ein- oder Überfahr ens in den bzw. des Prüfling'(s) mit Preßluft zu beaufschlagen, um eventuelle Bearbeitungsrückstände auszublasen.

Ausführungsbeispiel

In der zur Erläuterung herangezogenen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Prüfeinrichtung in Seitenansicht für Innenflächen,

Fig. 2: eine Draufsicht auf einen Prüfkopf-mit drei lichtquellen und drei zugehörigen lichtempfindlichen Sensoren nach Pig. 1.

Der Prüfkopf 1 der Prüfeinrichtung ist sowohl in seinem Durchmesser als auch in seiner axialen Erstreckung den Abmessungen der Prüflinge 5 angepaßt. Der Prüfkopf 1 weist mindestens eine die zu prüfende Fläche;des Prüflings 5 beleuchtende lichtquelle 2, vorzugsweise, eine Licht einer definierten Wellenlänge aussende Diode auf. Durch einen lichtundurchlässigen, zu der Oberfläche des Prüflings 5 einen die maximalen Toleranzen berücksichtigenden Abstand , aufweisenden Steg 7 ist der lichtempfindliche Sensor 3 von der Lichtquelle 2 isoliert. Der Prüfkopf 1 umfaßt zweckmäßig auf die zu prüfende Fläche gerichtete Preßluftaustrittskanäle 4, um. eventuelle Bearbeitungsrückstände auszublasen, und zur besseren Handhabung einen Schaft 6.

In den rotierenden Prüfling 5 wird vorzugsweise unmittelbar nach der letzten Bearbeitung durch koaxiales Verschieben der über den Schaft 6 eingespannte Prüfkopf 1 eingebracht . Die zwischen zu überprüfender Fläche des Prüflings 5 und dem Steg. 7 freibleibende Fläche ist abhängig vom Durchmesser des Prüflings 5. Mittels der Lichtquelle 2 und des lichtempfindlichen Sensors 3, z, B. eines Fototransistors, wird eine dieser Fläche proportionale Spannung erzeugt. Uach Ermittlung der dem zulässigen größten und kleinsten Durchmesser des Prüflings 5 entsprechenden Spannungen werden über einen nachgeschalteten Verstärker, 30. eine nachgeschaltete Steuereinrichtung und einen Stellmotor alle Prüflinge 5, bei deren Überprüfung eine nicht im zulässigen Spannungsbereich liegende Spannung entsteht, ausgesondert bzw. die Bearbeitungsmaschine nachgestellt. .

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Mittels dieser Einrichtung· körnen aber auch 4ie Unrundheit und/oder Fehlerstellen der Oberfläche ermittelt werden, da in einem solchen Falle bei Unrundheit des Prüflings 5 im' Rhythmus der Drehzahl infolge Veränderung der Fläche zwisehen der Oberfläche des Prüflings 5 und dem Steg 7 oder durch Änderung der EeflexLon der Oberfläche des Prüflings 5, z. B. an einer Lunkerstelle, eine drehzahlabhängige _; Spannungs Schwankung entsteht.

Durch die im Prüfkopf 1 vorgesehenen Preßluftaustrittskanäle 4, können eventuell noch vorhandene Bearbeitungsreste leicht von der zu überprüfenden Oberfläche des Prüflings entfernt werden.

Nach dem gleichen Prinzip lassen sich auch rotationssymmetrische Außenflächen durch einen über den Prüfling geschobenen, entsprechend ausgebildeten Prüfkopf 1 durchführen·

Claims

-Y-

Erfindungsanspruch _ '

1. Einrichtung zur Prüfung rotationssymmetrischer Ober-' flächen, insbesondere von Kugellagerringen, gekennzeichnet dadurch, daß ein in seinem Durchmesser und seiner axialen Ausdehnung den Abmessungen der Prüflinge (.5) angepaßter Prüfkopf (1) koaxial in und/oder über einen rotierenden Prüfling (5)schiebbar angeordnet ist, daß der Prüfkopf (1) η voneinander unabhängige Prüfeinheiten aufweist, die aus einer die zu prüfende Fläche beleuchtenden lichtquelle (2) und einem in Umfangsrichtung des Prüfkopfes (1) gegen die Lichtquelle

(2) versetzt und gegen verfälschendes Fremdlicht geschützt angeordneten, von der Lichtquelle (2) durch einen lichtundurchlässigen, zu der zu prüfenden Ober-, , fläche des Prüflings (5) einen die maximalen Toleranzen berücksichtigenden Abstand aufweisenden Steg (7) getrennten, lichtempfindlichen Sensor (3) bestehen, wobei η = 1, vorzugsweise ungerade ist, und daß dem Sensor

(3) eine den fließenden Foto strom bzw. die entstehende Fotospannung auswertende,Einrichtung nachgeordnet ist.-

ν
2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Licht einer definierten Wellenlänge aussendende Lichtquelle (2) vorgesehen ist. -. '
3. Einrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß

^y \ ...
! als Lichtquelle (2).eine Diode eingesetzt ist.
4. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als lichtempfindlicher Sensor (3) ei& fototransistor eingesetzt ist, dem ein Verstärker, eine Steuereinrichtung und ein Stellmotor nachgeschaltet sind. .
5. Einrichtung ,nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Prüfkopf (1) auf die Oberfläche des Prüflings (5) gerichtete Preßluftaustrittsdüsen (4) aufweist.

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