DE10055358C2 - Prüfgerät für Schraubenfedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät für Schraubenfedern mit einem Drehteller zum Aufstellen einer Feder.

Aus der Zeitschrift Draht 35 (1984) 10, Seiten 528-530, ist ein Prüfgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.

Bei zylindrischen Schraubenfedern sind nach DIN 2095 wichtige Kenngrößen die Abweichung der Mantellinie von der Senkrechten, gemessen an der unbelasteten Feder, und die Abweichung in der Parallelität der geschliffenen Federauflagefläche. Diese Kenngrößen sind für die verschiedene Gütegrade von Schraubendruckfedern maßgebend. Die Messung dieser Kenngrößen erfolgt mit Lehren und Län­ genmeßgeräten weitgehend von Hand und an Stichproben. Damit sind die Messungen bedienerabhägig. Eine reproduzierbare oder dokumentierbare Fertigungsüberwachung ist so nicht gewährleistet.

Die DE 36 41 292 A1 beschreibt ein Prüfgerät für Schraubenfedern mit einer Vorrichtung für die zentrische Halterung und zum Drehen der Schraubenfedern und mit einer optischen Erfassungseinheit, die in X-Z-Richtung verstellbar ist.

Schließlich beschreibt die DE 90 16 362 U1 ein Prüfgerät für Schraubenfedern, dessen Meßwerte digital speicherbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Prüfgeräts, das reproduzierbare, wiederholbare und dokumentierbare Ergebnisse liefert.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Drehteller eine Haltevorrichtung für die zentrische Halterung der Schraubenfeder aufweist, daß an einer Säule eine an einem Trägerkopf sitzende optische Erfassungseinheit in X-Z-Richtung verstellbar ist und daß die Meßwerte digital spei­ cherbar sind.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die weitgehend rückwir­ kungsfrei gehaltene Schraubenfeder durch optische Vermessung rückwirkungsfrei erfaßt wird. Die Meß­ werte sind digital speicherbar und damit dokumentierbar. Damit kann die gesamte Fertigung reproduzier­ bar und dokumentierbar überwacht werden. Es ist eine Kalibrierung des Prüfgeräts möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben, nämlich:
Eine sichere Erfassung der Schraubenfeder ist dadurch möglich, daß die optische Erfassungsein­ heit einen Lichtkasten und eine digitale Kamera umfaßt (Anspruch 2).

Eine ordentliche Messung und Prüfung der Schraubenfeder ist dadurch gewährleistet, daß der Drehteller eine Zentriervorrichtung aufweist (Anspruch 3).

Eine weitgehend rückwirkungsfreie Zentrierung ist dadurch möglich, daß die Zentriervorrichtung in der Drehtellerebene schwenkbare Arme umfaßt (Anspruch 4).

Eine rückwirkungsfreie Halterung wird dadurch erreicht, daß auf dem Drehteller Magnethalter bzw. Magnetstreifen für die Schraubenfeder angeordnet sind (Anspruch 5).

Eine Fokussierung der optischen Erfassungseinheit ist dadurch sichergestellt, daß die optische Erfassungseinheit an Armen in X-Richtung einstellbar ist (Anspruch 6).

Eine sichere Messung ist dadurch gewährleistet, daß die Ausrichtung der optischen Erfassungsein­ heit auf eine Kante der oberen Federauflagefläche möglich ist (Anspruch 7).

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels und

Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 3.

Eine Grundplatte 1 nimmt einen von einem nicht dargestellten Motor antreibbaren Drehteller 2 und eine Säule 3 auf. Der Drehteller 2 nimmt in einer zentrierenden Haltevorrichtung 4 eine Schrauben­ feder 5 auf. Die Haltevorrichtung 4 soll möglichst wenig Rückwirkung auf die Schraubenfeder 5 haben. Es eignet sich eine magnetische Haltevorrichtung oder eine Haltevorrichtung mit Haftwirkung.

Auf der Säule 3 ist ein Trägerkopf 6 in Z-Richtung verstellbar. An dem Trägerkopf 6 sitzen an Armen 9 und 10 ein Lichtkasten 7 und eine digitale Kamera 8. Diese Einheit ist in X-Richtung verstell­ bar, so daß das Gesichtsfeld der Kamera 8 auf eine Kante der Federauflagefläche fokussiert werden kann. Die digitale Kamera 8 ist über ein Interface 11 an ein Datenverarbeitungsgerät 12 angeschlossen. Das Datenverarbeitungsgerät 12 ist mit einer Bildverabreitungssoftware für die Bildsignale der digitalen Ka­ mera 8 sowie mit weiteren Auswerteprogrammen und Speicherprogrammen ausgestattet.

Der Verstellbereich des Prüfgeräts erfaßt Schraubenfedern mit einem Windungsdurchmesser bis 20 mm und einer Länge der unbelasteten Feder bis 630 mm. Bei Änderung der konstruktiven Daten sind auch andere Meßbereiche möglich.

Nachdem eine Schraubenfeder 5 auf dem Drehteller 2 zentriert ist, wird der Meßvorgang von dem Datenverarbeitungsgerät 12 aufgerufen. Der Drehteller 2 wird durch einen Motor um 360° gedreht, so daß der volle Umfang der Schraubenfeder erfaßt wird. Der Kantenbereich der Federauflagefläche wird von der digitalen Kamera abgetastet. Daraus wird durch das Rechenprogramm die Abweichung der Mantellinie von der Senkrechten und die Parallelität der Federauflagefläche ermittelt. Die Werte werden über den Umfang gemittelt. Das Meßergebnis wird klassifiziert und gespeichert, so daß eine Dokumenta­ tion möglich ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich im Aufbau des Drehtellers 2 unterscheidet. Auf der Ebene des Drehtellers 2 sind Arme 13 um die äußeren Enden 14 schwenkbar gelagert. Die Verschwenkung erfolgt durch einen Stellhebel 15 und nicht dargestellte Profil­ führungen. Bei der Verschwenkung werden die inneren Enden 16 der Arme 13 synchron, im wesentli­ chen radial gegen das Zentrum des Drehtellers 2 bewegt. Dabei wird eine Schraubenfeder 5 auf der Ach­ se des Drehtellers 2 zentriert. Auf dem Drehteller befinden sich Magenetstreifen 17 oder Haftstreifen, die nach Zurückschwenken der Arme 13 die Schraubenfeder zentrisch und nahezu rückwirkungsfrei festhal­ ten.

Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels entspricht im übrigen der Funktion des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels.

Claims (7)

1. Prüfgerät für Schraubenfedern mit einem Drehteller zum Aufstellen einer Feder, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drehteller (2) eine Haltevorrichtung (4) für die zentrische Halterung der Schrau­ benfeder (5) aufweist, daß an einer Säule (3) eine an einem Trägerkopf (6) sitzende optische Erfassungs­ einheit in X-Z-Richtung verstellbar ist und daß die Meßwerte digital speicherbar sind.

2. Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Erfassungseinheit einen Lichtkasten (7) und eine digitale Kamera (8) umfaßt.

3. Prüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (2) eine Zen­ triervorrichtung aufweist.

4. Prüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung in der Dreh­ tellerebene schwenkbare Arme (13) umfaßt.

5. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drehteller (2) Magnethalter bzw. Magnetstreifen (17) für die Schraubenfeder (5) angeordnet sind.

6. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Erfas­ sungseinheit an Armen (8, 9) in X-Richtung einstellbar ist.

7. Prüfgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der optischen Erfas­ sungseinheit auf eine Kante der oberen Federauflagefläche möglich ist.