DD269659A1 - Vorrichtung zur mobilen pruefung von axialnuten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mobilen Pruefung von Axialnuten an rotationssymmetrischen Werkstuecken, insbesondere zur Pruefung der Breite, Tiefe und der Lageabweichungen von Axialnuten in Wellen und Naben. Die Vorrichtung besteht aus einer Anzahl von die nutbestimmenden Geraden antastenden Tastelementen, die ueber Hebelsysteme mit Messwertgebern in Wirkverbindung stehen. Erfindungsgemaess sind je nutbestimmender Gerade mindestens zwei Tastelemente und je Tastelement jeweils ein Messwertgeber vorgesehen. Von den jeweils eine Nutflanke antastenden Tastelementen sind mindestens zwei in einer Parallelen zur Achse der Vorrichtung angeordnet, und mindestens zwei dieser Parallelen liegen gleichzeitig in ein und derselben werkstueckbezogenen achssenkrechten Ebene. Die den Nutgrund antastenden Tastelemente sind in der Vorrichtung senkrecht zu deren Achse gefuehrt. Jedes eine Nutflanke antastende Tastelement ist mit Hilfe jeweils eines Hebelsystems senkrecht zur Achse der Vorrichtung gefuehrt. Die Anordnung und Fuehrung der Tastelemente ermoeglicht eine exakte Nutbeschreibung und eine hohe Genauigkeit. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mobilen Prüfung von Axialnuten an rotationssymetrischen Werkstücken, insbesondere zur Prüfung der Breite, Tiefe und Lageabweichungen von Axialnuten in Wellen und Naben.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Um den Prozeß der Nutenherstellung automatisieren zu können ist es erforderlich, die Breite, Tiefe sowie Lageabweichungen der Axialnuten exakt zu bestimmen. Gegenwärtig sind verschiedenartige Vorrichtungen zur mobilen Prüfung von Axialnuten von naben- oder wuUenförmigen Teilen bekannt. In der DD-PS 244809 ist eine Meßanordnung zur meßtechnischen Erfassung der Lage von Paßfedernuten gezeigt, mit der die Lage der Mittelachse einer Nut zur Mittelachse des Werkstückes gemessen wird. Dazu ist eine Anordnung sich kreuzender Hebel vorgesehen, an deren Enden Kugeln befestigt sind. Die Kugeln an den unteren Enden tasten sowohl die Flanken der Nut als auch den Nutgrund an, während die Kugeln der oberen Enden mit einer von Zugfedern gespannten Lagerplatte in Verbindung stehen. Zwei Meßtaster tasten das Werkstück am Umfang an, ein weiterer Meßtaster liegt an der Lagerplatte an und zeigt nach Horizontierung durr.h die erstgenannten Meßtaster die Mittenabweichung der Nut direkt an.

Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, daß die Nutflächenantastung unter gleichzeitiger Bezugnahme auf eine Nutflanke und den Nutgrund erfolgt. Dadurch geht die für das Paarungsverhalten von Welle und Nabe eine untergeordnete Bedeutung besitzende Nutgrundabweichung in das Meßergebnis mit ein, wodurch dieses verfälscht wird. Ferner wird infolge des Basierungsprinzips bei symmetrischen Lageabweichungen, bspw. in Form von symmetrischer Konizität in Achsrichtung, eine Mittigkeitsabweichung angezeigt, obwohl eine solche nicht vorhanden ist. Aufgrund der dadurch bedingten Meßunsicherhe'ten ist die Anwendung dieser technischen Lösung eingeschränkt. Ihre Anwendung ist zusätzlich noch dadurch eingeschränkt, daß sie keine Bestimmung der Nutenbreite und -tiefe zuläßt.

Ferner ist gemäß DD-PS 244809 eine Meßanordnung für Nutenbreite und Mittenabweichung von Wellennuten bekannt, bei der eine zirkelertige Anordnung von zwei Meßschenkeln mit einstellbaren, U-förmigen Tastelementen in die zu messende Nut eingesetzt wird. Die Tastelemente sind mit den Meßschenkeln durch Drehgelenke verbunden und werden von mit den Meßschenkeln lösbar verbundenen Meßwertaufnehmern angetastet. Auch bei dieser Anordnung liegen die Tastelement an Nutgrund und Nutflanke an, so daß die Anwendung dieser technischen Lösung auf Grund der dadurch bedingten Meßunsicherheit eingeschränkt ist. Nachteilig ist forner, daß Nutflankenabweichungen in einer Radialrichtung zur Werkstückachse nicht bestimmbar sind. Da weiterhin Parallelversetzungen von Axialnuten bei Einpunktfiankenantastungen ohne Bezugnahme auf weitere Basierungen zum Werkstück bei der vorliegenden Meßanordnung als Nutflankenrichtungsabweichungen abgebildet werden, können auch diese Abweichungen bei relativ hohen Nutengrundabweichungen, wie sie kontruktiv vorgesehen und auch praktisch realisiert werden, nur mit relativ großer

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Meßunsicherheit bestimmt werden, so daß die Anwendung dieser technischen Lösung auf Meßaufgaben mit weniger hohen Genauigkeitsanforderungen beschränkt ist. Schließlich ist die Anwendung beider Patente auf manuelle Prüfprozesse eingeschränkt, wobei außerdem e;n verhältnismäßig hoher Positionieraufwand erforderlich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur mobilen Prüfung von Axialnuten an rotationssymmetrischen Werkstücken, derer. Anwendungsbereich gegenüber den bekannten manuellen N'itenprüfanordnungen wesentlich erweitert ist und die einen geringeren Positionieraufwand erfordern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die AufgaL 3 zugrunde, eine Vorrichtung zur mobilen Prüfung von Axialnuten zu entwickeln, die eine funklions- und fertigungsgerechte Prüfung ermöglicht, d. h. mit der die tatsächlichen Abweichungen exakt erkannt, unterschieden und ohne große Meßunsicherheiten erfaßt werden können. Außerdem soll die Vorrichtung eine rechentechnische Erfassung der Meßwerte ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß je nutbestimmender Gerade mindestens zwei 1 .^stelemente und je Tastelement jeweils ein Meßwertgeber vorgesehen sind. Dabei sindje Nutflanke mindestens zwei Tasteleinente in einer Parallelen zur Achse der Vorrichtung angeordnet. Mindestens zwei dieser Parallelen liegen gleichzeitig in ein und derselben werkstückbezogenen achssenkrschten Ebene. Die den Nutgrund antastenden Tastelemente sind parallel zur Achse der Vorrichtung geführt. Jedes eine Nutflanke antastende Tastelement ist dagegen senkrecht zur Achse der Vorrichtung beweglich angeordnet. Zu diesem Zweck ist jedem Tastelement auch ein Hebelsystem zugeordnet, das in der Vorrichtung senkrecht zu deren Achse geführt ist.

Das gesamte aus Meßtasten, Hebelsystem und Meßwertgebern bestehende Meßsystem ist mit einer bekannten Zentriereinrichtung verbunden.

Das Hebelsystem V mn beispielsweise aus einem Winkelhebel bestehen, dessen einer Schenkel in die Nut hineinragt und den Meßtaster aufnimmt. Der jeweils auf der Parallelen zur Achse der Vorrichtung angeordnete untere Meßtaster wird von einem Winkelhebel aufgenommen, der in einer zu der von dem Winkel aufgespannten Ebene senkrechten Ebene abgewinkelt ist.

Die Hebelsysteme sind zur Erreichung einer hohen Genauigkeit übet Präzisionsführungen mit der Vorrichtung verbunden. Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht darin, die Hebelsysteme blattfedergeführt mit der Vorrichtung zu verbinden.

Zur Bestimmung der Lageabweichung der Nut innerhalb des Axialschnittes des Werkstückes ist es möglich, die Vorrichtung zusätzlich mit einem Längenmeßsystem auszurüsten.

Die Meßwertgeber werden vorteilhafterweise mit einem Rechner verknüpft.

Die Vorrichtung wird mit Hilfe der Zentriereinrichtung am Werkstück positioniert. Zur Gewahrleistung möglichst kleiner Spiele kann die Zentriereinrichtung starr mit der Vorrichtung verbunden sein. Bei der Wellenprüfung kann die Zentriereinrichtung aus einem starren Prisma und bei der Nabenprüfung aus ainem starren Schenkelsystem, an deren enden sich Xugeln befinden, bestehen. Dabei weist ein Schenkel den gleichen Winkel gegenüber der Vorrichtung auf wie die ihm gegenüber in Werkstückachsrichtung paarweise angeordneten Schenkel. Um den Meßbereich der Erfindung größer als den eines Meßwertgebers zu gestalten, ist es zweckmäßig, Versteilelemente zur horizontalen bzw. vertikalen Verstellung der Meßwertgeber vorzusehen.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Tastelemente realisiert eine definierte Meßposition der Tastelemente zum Werkstückkoordinatensystem und ermöglicht somit eine exakte Beschreibung aller Nutffächeii. Eine hohe Genauigkeit wird durch die spielfreie Führung der Tastelemente erreicht. Die Meßtaster liefern in Verbindung mit einem speziell programmierten Recliner Abweichungen der Nutbreite und Nuttiefe sowie Lageabweichuugen der Nut im Axial- und Radialschnitt, d. h.

Parallelitätsabweichungen der Nutflanken und Außermittigkeiten der Nut. Die Kenngrößen können zur Fertigungssteuerung verwendet werden.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel für die Nutenprüfung an einer Welle näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt den prinzipiellen Aufbau des Nutenprüfgerätes.

Das Nutenprüfgerät besteht aus einer genuteten und mit einer zentrischen Paßbohrung versehenen Grundplatte 1, in deren Paßbohrung sich eine Aufnahme 2 befindet, die durch Klemmbuchsen 3 und 4 an der Grundplatte 1 gehalten ist. Ferner ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte Paßfederverbindung mit der Grundplatte 1 verbunden. In der Aufnahme 2 sind Mßßtaster 5 und 6 angeordnet. Darüber hinaus befinden sich in den Nuten dei Grundpk ie 1 Gleitschuhe 7,8, die in der Zcir-hnung hintereinander angeordnete Parallelblattfedersysteme 9 und 10 sowie 11 und 12 tragen. An ihren freien Enden sind dia Parallelblattfedersysteme 9 bis 12 mit ebenfalls hintereinander angeordneten Meßschenkeln 13 und 14 sowie 15 unci 16 verbunden, deren in die Nut hineinragende Schenkel jeweils eine Meßkugel 17,18,19 bzw. 20 tragen. Der90°zu diesen' Schenkel seitlich r.bgewinkelte Meßschenkel 13,14,15 und 16 steht mit Meßwertgebern 21,22,23 bzw. 24 in Verbindung. Die Meßwertgeber 21 bis 24 sind ihrerseits in Halterungen 25 und 26 befestigt und mit einer nicht dargestellten Auswerteeinheit, in der die Meßwerte verarbeitet werden, verbunden. Die Halterungen 25 und 26 sind mit der Grundplatte 1 fest verbunden. Darüber hinaus ist die Grundplatte 1 mit Aufnahmeschenkeln 27 u id 28 fest verbunden und ttägt weiterhin eine üorizontierungsmeßeinheit 29.

Der Meßvorgang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch folgende Vorgehensweise gekennzeichnet. Vor Beginn der Messung wird die Vorrichtung an einem Normal auf die jeweiligen Werkstückparameter eingestellt und kalibriert. Anschließend wird sie in eine erste Position auf dem Werkstück so fixiert, daß alle Meßwertgeber 21 bis 24 .'<nen Meßwert innerhalb des Meßbereiches anzeigen. Beim Erreichen dieses Zustandes wird ein Signal zur Meßwertübernahme gegeben und die Auswerteeinheit übernimmt und Speichen die Aktualwerte der Nutflächen. Danach wird die Vorrichtung 'in einer zweiten definiert axial verschobenen Stelle positioniert und wiederum nach Anzeige von Meßwerten innerhalb des Meßbereiches eier Meßwertgeber 21 bis 24 die Meßwertübernahme und -speicherung realisiert. Aus den so aufgenommenen Meßwerten werden nach einer speziellen Auswertevorschrift dann die Nutenbreite, die Nuttiefe und die Flankenlap jn im A)JaI- und Radialschnitt bestimmt und ausgegeben. Die so ermittelten Werte ermöglichen eine direkte Einflußnahme auf die Herstellung der weiteren Axialnuten in Wellen und Naben.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur mobilen Prüfung von Axialnuten an rotationssymmetrischen Werkstücken, bestehend aus einer Anzahl von die nutbestimmenden Geraden antastenden Tastelementen, die über mit der Vorrichtung verbundene Hetv^j,systeme mit Meßwertgebern in Wirkverbindung stehen und mit Hilfe einer an sich bekannten Zentriereinrichtung zum Werkstück positioniert sind, gekennzeichnet dadurch, daß je nutbestimmender Ge. ade mindestens zwei Tastelemente und je Tastelement jeweils ein Meßwertgeber vorgesehen sind, wobei je Nutflanke mindestens zwei Tastelemente in einer Parallelen zur Achse der Vorrichtung angeordnet sind und mindestens zwei dieser Parallelen gleichzeitig in ein und derselben werkkstückbezogenen achssenkrechten Ebene liegen und daß die den Nutgrund antastenden Tastelemente in der Vorrichtung parallel zu deren Achse geführt sind und jedes eine Nutflanke antastende Tastelement mit Hilfe jeweils eines Hebelsystems senkrecht zur Achse der Vorrichtung geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das mit jedem eine Nutflanke antastende Tastelement verbundene Hebelsystem aus einem Winkelhebel besteht, wobei die jeweils mit dem unteren Tastelement in Verbindung stehenden Winkelhebel zusätzlich in einer *ur Hebelebene senkrechten Ebene abgewinkelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Hebelsysteme über Präzisionsführungen mit der Vorrichtung verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Präzisionsführung eine Blattfederführung verwendet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung zusätzlich mit einem Längenmeßsystem senkrecht zur Ebene der Tastelemente ausgerüstet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 his 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßwertgeber mit einem Rechner gekoppelt sind.