DE3623976A1 - Vorrichtung zum messen der radialluft von waelzlagern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorrichtung zum Messen der Radialluft von Wälzlagern nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits durch die DD-PS 59 944 bekannt. Bei dem zu messenden Wälzlager wird der Innenring über einen Dorn und der Außenring über ein Reibrad gegenläufig zueinander angetrieben. Die Belastung wirkt diametral wechselseitig über Reibräder auf den Außenring ein. Dadurch kann auf einem in gleicher Richtung wirksamen Meßzeiger die Radialluft zwischen Innen- und Außenring abgelesen werden. Durch den Antrieb beider Laufringe werden auch alle toleranzbedingten Fehler der Laufringe und der Wälzlager mitgemessen, so daß die gemessene Radialluft ein repräsentativer Maximalwert für alle Einbaulagen ist. Ein besonderer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Messung stets relativ zum Antriebsdorn erfolgt und dadurch dessen Rundlauf direkt in das Meßergebnis eingeht. Weiterhin tragen alle Oberflächenfehler des Antriebsdornes zu einem falschen Meßergebnis bei. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die horizontale Belastungs- bzw. Meßrichtung. In dieser Anordnung kann insbesondere bei Kugellagern der Meßwert durch nicht exakt im Rillengrund laufende Kugeln verfälscht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Messen der Radialluft von Wälzlagern zu schaffen, bei der toleranzbedingte Form- und Rundlauffehler der Antriebsstelle nicht in das Meßergebnis eingehen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein den ausschließlich relativen Abstand zwischen einem auf der Bohrungsfläche des Innenringes und auf einer axial mittig verlaufenden Radiuslinie des Wälzlagers liegenden Meßpunkt und einem auf derselben Radiuslinie und der Mantelfläche des Außenringes liegenden zweiten Meßpunkt messendes, von der absoluten Lage der Meßpunkte unabhängiges Wegmeßsystem vorgesehen ist.

Durch diese Anordnung erfolgt die Messung unmittelbar an den erforderlichen Meßflächen des Wälzlagers ohne daß irgendwelche Antriebs- bzw. Einspannteile für das Wälzlager als Referenz dienen müssen. Die Meßpunkte an einer Radiuslinie auf der Bohrungsfläche und der Mantelfläche des Wälzlagers werden beispielsweise durch Meßarme gebildet, zwischen denen eine Meßuhr oder dgl. angeordnet ist. Auf diese Weise wird der relative Abstand der Meßpunkte zueinander gemessen, unabhängig von der Lage der Meßpunkte gegenüber der gesamten Vorrichtung für den Antrieb bzw. für das Einspannen des Wälzlagers. Weder ein fehlerhafter Rundlauf des Antriebsdornes noch toleranzbedingte Fehler der Oberfläche, noch der Durchmesser oder fehlerhafte Aufnahme des Wälzlagers infolge Fremdpartikel auf den Sitzflächen gehen in das Meßergebnis ein. Die Messung erfolgt in bekannter Weise bei drehendem Innenring und gegenläufig dazu angetriebenem Außenring, wobei dieser in der der Meßrichtung entsprechenden radialen Richtung zunächst von einer und danach von der anderen Mantelseite belastet wird. Dabei ergeben sich zwei Meßwerte, deren Differenz die zu messende Radialluft ist. Bei Verwendung von elektronischen Meßtastern, können durch entsprechende Speicherschaltungen die Meßwerte gespeichert und deren Differenz direkt angezeigt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Wegmeßsystem aus einem an der Mantelfläche anliegenden elektronischen Meßtaster, einem in dieser Richtung wirksamen, an der Bohrungsfläche des Innenringes anliegenden, mit dem ersten in Summe geschalteten zweiten elektronischen Meßtaster und einem Anzeigegerät. Hier werden zwei Meßtaster verwendet, deren getrennte Anordnung oftmals aus räumlichen Gründen einfacher ist. Sie werden, wie bei allgemeinen Durchmessermessungen üblich, in Summenschaltung angeschlossen, wobei ebenfalls ausschließlich der relative Abstand der Meßpunkte zueinander gemessen wird.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist der Innenring des Wälzlagers einerseits mit seiner Bohrung auf dem weniger als ein Viertel in diese hineinreichenden, zylindrischen Absatz eines Antriebsdornes sitzend und andererseits mit seiner Seitenfläche an der Stirnfläche des Laufringes eines Axialwälzlagers anliegend angeordnet. Dabei bleibt der Großteil der Bohrungsfläche des Innenringes frei für die Auflage des Meßtasters oder dgl. Der Innenring ist zwischen einer Bordfläche des Antriebsdornes und der Stirnfläche eines an einem Gestell befestigten Axialwälzlagers eingespannt. Das Axialwälzlager weist eine der Bohrung des Innenringes des zu messenden Wälzlagers entsprechende Bohrung auf, so daß das Einführen eines Meßtasters oder dgl. problemlos erfolgen kann. Der Antriebsdorn weist einen kurzen zylindrischen Absatz auf, der lediglich für die Zentrierung des zu messenden Wälzlagers dient.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Belastungslinie für das zu messende Wälzlager vertikal gerichtet ist. In diesem Fall laufen die Wälzkörper bereits infolge ihres eigenen Gewichtes optimal am Rillengrund der betreffenden Laufringe und führen dadurch zu einem eindeutigen Meßergebnis.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Drehzahl des Innenringes gleich oder kleiner als die des Außenringes. Dabei ist sichergestellt, daß sich auch der Wälzkörpersatz dreht und somit auch alle Wälzkörper die Meßstelle passieren.

Dadurch werden auch Fertigungstoleranzen der Wälzkörper in das Meßergebnis einbezogen, so daß das ermittelte Radialspiel für alle Betriebspositionen des Wälzlagers repräsentativ ist.

Die Erfindung wird im folgenden an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die teilweise Seitenansicht einer Vorrichtung zum Messen der Radialluft eines Kugellagers mit getrennten Meßtastern und

Fig. 2 die teilweise geschnittene Vorrichtung nach Fig. 1 in einer dazu um 90° gedrehten Ansicht.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung zeigt nur die wesentlichen, zum Verständnis beitragenden Einzelheiten. An einem Gestell 1 sind Einrichtungen zur Aufnahme und zum Antrieb eines Kugellagers und Meßtasters 2 zum Messen der Radialluft angeordnet. Ein Antriebsdorn 3 , dessen Lagerung und Antrieb nur angedeutet sind, reicht mit einem relativ kurzen zylindrischen Absatz 4 in die Bohrung des Innenringes 5 und zentriert diesen radial. Axial ist der Innenring 5 zwischen der Seitenfläche eines mit dem Antriebsdorn 3 verbundenen Bordes 6 und der Stirnfläche 7 des Laufringes 8 eines am Gestell 1 angeordneten Axialwälzlagers eingespannt. Die axiale Spannkraft wird durch den Antriebsdorn 3 erzeugt, der darüber hinaus axial verschiebbar ist, um die zu messenden Kugellager zu- und abführen zu können. In einer vertikal durch den Mittelpunkt des Kugellagers führenden Linie sind oberhalb und unterhalb des Außenringes 9 Reibrollen 10 für dessen Antrieb vorgesehen. Der Antrieb dieser Reibrollen 10 ist nicht dargestellt. Sie sind jeweils an einer Hebelschwinge 11 angebracht, die über ein Mittellager 12 am Gestell 1 schwenkbar angeordnet ist. Am anderen freien Ende sind jeweils Zugfedern 13 angebracht, die die Reibrollen 10 gegen die Mantelfläche 14 des Außenringes 9 drücken. Durch Hydraulikzylinder 15 kann jeweils die Zugfeder 13 gespannt bzw. die betreffende Reibrolle 10 von der Mantelfläche 14 des Außenringes 9 abgehoben werden. Wenn, wie dargestellt, die obere Reibrolle 10 durch die betreffende Zugfeder 13 angedrückt wird, wird der Außenring 9 angetrieben und gleichzeitig mit der durch die Zugfeder 13 erzeugten Kraft vertikal nach unten über die Kugeln 16 radial gegen den Innenring 5 angestellt. In dieser Position wird von den Meßtastern 2 der Abstand der Bohrungsfläche 17 des Innenringes 5 von der Mantelfläche 14 des Außenringes 9 in Belastungsrichtung gemessen. Die entsprechenden Meßpunkte befinden sich darüber hinaus auf einer axial mittigen Radiuslinie des Kugellagers. Im Bereich des Außenringes 9 ist die entsprechende Tastspitze 18 am freien Ende eines am Gestell 1 schwenkbar gelagerten Hebels 19 befestigt. Am anderen freien Ende liegt der Meßtaster 2 auf. Im Bereich des Innenringes 5 ist die entsprechende Tastspitze 18, was besser in Fig. 2 erkennbar ist, am freien Ende eines weiteren am Gestell 1 schwenkbar gelagerten Hebels 19 befestigt. An dessen anderem freien Ende liegt der zweite Meßtaster 2 auf. Dieser Hebel 19 erstreckt sich in axialer Richtung des Kugellagers und reicht durch die Bohrung 20 des Laufringes 8 des Axialwälzlagers hindurch in die relativ freie Bohrung des Kugellagers. Die beiden Meßtaster 2 sind in Summe geschaltet und liegen am Eingang eines nicht dargestellten Anzeigegerätes. Dadurch wird unabhängig von der vertikalen Lage des Kugellagers der relative Abstand der Meßpunkte zueinander gemessen. Dieser Meßwert wird vom Anzeigegerät gespeichert. Anschließend wird die obere Reibrolle 10 durch den betreffenden Hydraulikzylinder 15 entlastet. Gleichzeitig wird die untere Reibrolle 10 durch Betätigen des betreffenden Hydraulikzylinders 15 gegen die Mantelfläche 14 des Außenringes 9 gedrückt, wodurch dieser vertikal nach oben verschoben und über die Kugeln 16 radial gegen den Innenring 5 angestellt wird. Dabei vergrößert sich der Abstand der Meßpunkte um die Radialluft. Die Differenz dieses Meßwertes zum bereits gespeicherten Wert ergibt die Radialluft, die am Anzeigegerät abgelesen werden kann.

Die dargestellte Anordnung der Meßtaster wie auch das Aufbringen der Belastung über die Reibrollen soll nur ein Ausführungsbeispiel sein. Die Verwendung anderer Meßtaster auch ohne Hebelübertragung bzw. Alternativen zur dargestellten Belastung bzw. Verschiebung des Außenringes sind selbstverständlich möglich.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Messen der Radialluft von Wälzlagern bei rotierend angetriebenem Innenring (5) und gegenläufig dazu rotierend angetriebenem Außenring (9) mit einer Einrichtung zum diametral wechselseitigen Belasten des Außenringes (9) und einem in der Belastungsrichtung wirksamen, die Radialverschiebung des Außenringes (9) gegenüber dem Innenring ( 5) messenden Wegmeßsystem (2), dadurch gekennzeichnet, daß ein den ausschließlich relativen Abstand zwischen einem auf der Bohrungsfläche (17) des Innenringes (5) und auf einer axial mittig verlaufenden Radiuslinie des Wälzlagers liegenden Meßpunkt und einem auf derselben Radiuslinie und der Mantelfläche (14) des Außenringes (9) liegenden zweiten Meßpunkt messendes, von der absoluten Lage der Meßpunkte unabhängiges Wegmeßsystem (2, 19) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegmeßsystem aus einem an der Mantelfläche (14) anliegenden, elektronischen Meßtaster (2), einem in dessen Richtung wirksamen, an der Bohrungsfläche (17) des Innenringes (5) anliegenden, mit dem ersten in Summe geschalteten zweiten elektronischen Meßtaster (2) und einem Anzeigegerät besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Antriebsdorn (3) und ein Axialwälzlager, wobei der Innenring (5) des Wälzlagers einerseits mit seiner Bohrung auf dem weniger als ein Viertel in diese hineinreichenden, zylindrischen Absatz (4) des Antriebsdornes (3) sitzend und andererseits mit seiner Seitenfläche an der Stirnfläche (7) des Laufringes (8) des Axialwälzlagers anliegend angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungslinie vertikal gerichtet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Innenringes (5) gleich oder kleiner als die des Außenringes (9) ist.