DE3804406A1 - Device for measuring shape and angle - Google Patents

Abstract

In a device for measuring the shape and angle of tracks (raceways) 1 or the like of large antifriction (rolling-contact) bearings, the runner ring 2 rests with its lateral surface on an inclined supporting plate 3. A measuring device 10 is provided with a linear guide 13 which has a probe 16 for displacement along a generatrix 17 of the track 1. In order to bring the linear guide 13 into a vertical position which delivers the most accurate measurement results, it is firstly inclined with respect to the supporting plate 3 in such a way that it extends in the direction of the generatrix 17 of the track 1. Furthermore, the supporting plate 3 is inclined by the angle alpha of the track 1. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Form- und Winkelmessung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a device for molding and Angle measurement according to the preamble of the main claim.

Durch die DE-PS 12 06 600 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der der Innenkegel eines relativ kleinen Werkstückes gemessen werden kann. Das Werkstück ruht dabei auf einer Auflageplatte, die in der Neigung so lange verstellt wird, bis die am tiefsten liegende Erzeugende des Innenkegels horizontal ausgerichtet ist. Die Tastspitze eines Meßtasters ist in den Kegel eingeführt. Durch horizontales Verschieben des Werkstückes gemeinsam mit der Auflageplatte entlang einer Schlittenführung gleitet die Tastspitze auf der genannten Erzeugenden des Innenkegels. Dadurch kann die Winkelabweichung unter verschiedenen Werkstücken bzw. gegenüber einem Referenzwerkstück ermittelt werden. Weiterhin könnte bei Aufzeichnung der Meßwerte entlang der Erzeugenden die Querform des Innenkegels geprüft bzw. gemessen werden. Die grundsätzliche Anordnung des Meßtasters und die zur Messung des Winkels bzw. der Form notwendige Verschiebung des Werkstückes begrenzt den Einsatz der bekannten Vorrichtung auf Werkstücke mit relativ kleinem Durchmesser. Sollen darauf große Lagerringe mit Abmessungen von 0,5 m und darüber gemessen werden, so müßte eine Vorrichtung mit Abmessungen geschaffen werden, die den größten zu messenden Laufring übersteigen. Weiterhin müßte die Linearführung und das Gestell aus Stabilitätsgründen überdimensioniert werden, was zu einer extrem teueren Vorrichtung führen würde, die darüber hinaus nur stationär und wegen der thermischen Reaktion in einem temperierten Raum untergebracht werden müßte.From DE-PS 12 06 600 a device is known with which measured the inner cone of a relatively small workpiece can be. The workpiece rests on a platen, which is adjusted in inclination until the deepest lying generatrix of the inner cone is aligned horizontally. The probe tip of a probe is inserted into the cone. By moving the workpiece horizontally together with the support plate slides along a slide guide Stylus tip on the generatrix of the inner cone. Thereby can the angular deviation under different workpieces or compared to a reference workpiece. Could continue when recording the measured values along the generatrices Transverse shape of the inner cone can be checked or measured. The basic arrangement of the probe and the measurement the necessary displacement of the workpiece limits the use of the known device to workpieces relatively small diameter. Large bearing rings should be on it Measurements of 0.5 m and above should be measured Device with dimensions that are the largest too exceed the measuring race. Furthermore, the linear guide would have to  and the frame is oversized for reasons of stability, which would result in an extremely expensive device that moreover only stationary and because of the thermal Reaction would have to be accommodated in a temperature-controlled room.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Form- und Winkelmessung von Laufbahnen oder dgl. großer Wälzlager zu schaffen, die bei geringem Aufwand eine präzise Messung gestattet und keinen eigenen Meßraum benötigt.The object of the invention is to provide a device for molding and Angle measurement of raceways or similar large rolling bearings create that allows a precise measurement with little effort and does not need its own measuring room.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung auf der Auflageplatte ruhend angeordnet ist, eine gegenüber ihrem Fußteil winkelverstellbare, vertikal ausgerichtete Linearführung mit daran angebrachtem Meßtaster aufweist und die zu messende Erzeugende der Laufbahn des mit einer Seitenfläche auf der Auflageplatte ruhenden Laufringes über die verstellbare Auflageplatte im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.The object is achieved in that the measuring device on the Platen is arranged at rest, one opposite her Foot section of angle-adjustable, vertically aligned linear guide with attached probe and the one to be measured Generating the career of the with a side face on the Platen of the stationary race over the adjustable Platen is oriented substantially vertically.

Das einzige große Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auflageplatte. Sie ist beispielsweise als Marmormeßplatte in geeigneter Größe ausgeführt und über ein Schwenklager in der Neigung verstellbar angeordnet. Darauf ruht, gegen Abgleiten gesichert, der zu vermessende Laufring. Die Meßeinrichtung selbst ist relativ klein, transportabel und nur bei Bedarf auf die Auflageplatte aufsetzbar. Dadurch kann sie bei Nichtbenutzung, in einem Meßraum geschützt, deponiert und bei Bedarf leicht zum Meßort transportiert werden. Sie besteht aus einer Linearführung mit einem wirksamen Verschiebeweg, der der größten Laufbahnbreite entspricht. Sie muß lediglich einen Meßtaster oder dgl. tragen und kann deshalb kostengünstig hergestellt werden. Die Linearführung ist über ein feststellbares Schwenklager mit einem Fußteil verbunden, das auf die Auflageplatte aufgesetzt und bis in die geeignete Meßposition verschoben wird. Vor der Messung wird die Auflageplatte in der Neigung verstellt, bis die zu messende Erzeugende der Laufbahn vertikal ausgerichtet ist. Der Neigungswinkel entspricht dem Sollwinkel der Laufbahn. Anschließend wird die Linearführung um die gleiche Neigung gegenüber ihrer Fußebene verstellt. Durch Verschiebung des Meßtasters auf der Laufbahn in vertikaler Richtung mittels der Linearführung wird die Winkelabweichung bzw. die Form der Laufbahn gemessen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für innere oder äußere Laufbahnen verwendet werden und eignet sich weiterhin universell für Form- und Winkelabmessungen an beliebigen, großen Werkstücken. Die beschriebene Vorrichtung ist prinzipiell auch ohne geneigte Auflageplatte funktionsfähig, jedoch ist die erforderliche Präzision der Linearführung nur dann gewährleistet, wenn über den gesamten Verschiebeweg unveränderte Gleichgewichtsverhältnisse herrschen. Dies ist nur dann der Fall, wenn die Verschieberichtung vertikal verläuft.The only large component of the device according to the invention is the platen. It is used, for example, as a marble measuring plate suitable size and a swivel bearing in the Adjustable inclination. It rests against sliding secured, the race to be measured. The measuring device itself is relatively small, portable and only when needed can be placed on the platen. This allows them to Not used, protected in a measuring room, deposited and can be easily transported to the measuring location if required. they consists of a linear guide with an effective Displacement path that corresponds to the largest track width. they only has to carry a probe or the like and can therefore can be produced inexpensively. The linear guide is about one lockable swivel bearing connected to a foot section that on put the platen on and into the appropriate one Measuring position is shifted. Before the measurement, the The inclination of the support plate is adjusted until the one to be measured Generating the career is aligned vertically. The  Tilt angle corresponds to the target angle of the track. Then the linear guide is tilted the same way adjusted to their foot level. By shifting the Probe on the track in the vertical direction by means of the linear guide becomes the angular deviation or the shape the career measured. The device according to the invention can can be used and suitable for inner or outer raceways continue to be universal for shape and angle dimensions any large workpieces. The device described is functional even without an inclined support plate, however, the required precision of the linear guide is only then guaranteed if over the entire displacement unchanged equilibrium conditions prevail. This is only the case when the direction of displacement is vertical runs.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen sowohl die Auflageplatte als auch die Meßeinrichtung Mittel zur geeichten Einstellung des Neigungswinkels auf. Dadurch wird die Einstellung erheblich vereinfacht, was zur Verringerung der Vorbereitungszeit führt. Zunächst wird der Neigungswinkel der Meßeinrichtung genau auf den Sollwinkel der Laufbahnneigung eingestellt. Dies kann durch eine Gewindespindel mit entsprechender Gradeinteilung erfolgen. Weiterhin ist es möglich, die Stellung des Schwenklagers durch entsprechende Endmaße zu fixieren. Anschließend wird der Neigungswinkel der Auflageplatte auf die gleiche Neigung eingestellt. Dabei ist nicht die gleiche Präzision erforderlich, da die Linearführung bei geringen Winkelabweichungen von der Vertikalen keine großen Meßfehler erzeugt.According to a further feature of the invention, both the Platen as well as the measuring device for calibrated Setting the tilt angle to. This will make the Setting considerably simplified, resulting in reduction the lead time. First, the angle of inclination the measuring device exactly to the target angle of the track inclination set. This can be done with a threaded spindle appropriate grading. Furthermore it is possible to adjust the position of the pivot bearing Fix gauge blocks. Then the angle of inclination Platen set to the same incline. It is not the same precision required because of the linear guide with small angular deviations from the vertical none large measurement error generated.

Nach weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen sind die Meßeinrichtung und der Laufring auf der geneigten Auflageplatte in einer einer gemeinsam durch die Tastspitze und den Mittelpunkt des Laufringes verlaufenden Normalebene angehörenden Fallinie der Auflageplatte festlegbar angeordnet. Bei dieser Ausführung liegt der Laufring beispielsweise an einem Prisma an, das ihn in einer bevorzugten Position auf der geneigten Auflageplatte fixiert. Die durch die Mittelachse des Laufringes gehende Winkelhalbierende des Prismas stellt eine Fallinie der Auflageplatte dar. Entlang dieser Fallinie weist die Auflageplatte eine Führung auf, in die die Meßeinrichtung eingesetzt werden kann und die gewährleistet, daß die Tastspitze des Meßtasters durch die Linearführung entlang der Erzeugenden der Laufbahn verschoben wird, die in Verlängerung durch die Fallinie geht. Dadurch ist sichergestellt, daß der Winkel der Laufbahn stets an der geeigneten Stelle gemessen wird.According to further features of the invention, the measuring device and the race on the inclined platen in one together through the probe tip and the center of the The normal plane of the raceway Support plate arranged to be fixable. In this version  for example, the race is against a prism that holds it in a preferred position on the inclined platen fixed. The one passing through the center axis of the race Bisector of the prism represents a fall line Platen. Along this case line, the Platen on a guide in which the measuring device can be used and which ensures that the Probe tip of the probe along the linear guide the generation of the career is shifted, which in Extension through the fall line goes. This ensures that the angle of the track is always in the appropriate place is measured.

Die Erfindung wird im folgenden an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.The invention is based on the in the drawing described example described.

Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zur Messung der Form und der Winkelabweichung der Laufbahn 1 eines Außenringes 2 für ein zweireihiges Kegelrollenlager. Der Außenring 2 ruht mit seiner Seitenfläche auf einer für Meßzwecke eben ausgeführten Auflageplatte 3 aus Marmor, die in einem Metallrahmen 4 gefaßt ist. Durch eine Schraubspindel 5 ist die Auflageplatte 3 gegen eine Bodenplatte 6 abgestützt und in der Neigung verstellbar. Zu diesem Zweck ist ein an der Bodenplatte 6 angebrachtes, mit einer Winkelgradeinstellung 7 versehenes Schwenklager 8 vorgesehen. Der Außenring 2 ist gegen Abrutschen durch ein Prisma 9 gesichert. Im Inneren des Außenringes 2 ist eine Meßeinrichtung 10 auf die Auflageplatte 3 aufgesetzt. Sie besteht aus einem Fußteil 11 und einer über ein Schwenklager 12 dazu neigbaren Linearführung 13, die in der entsprechenden Stellung, mit Endmaßen 14 unterstützt, fixiert ist. Die Linearführung 13 weist einen verschiebbaren Schlitten 15 auf, an dem ein Meßtaster 16 bekannter Ausführung angebracht ist. The single figure shows a device for measuring the shape and the angular deviation of the raceway 1 of an outer ring 2 for a double row tapered roller bearing. The outer ring 2 rests with its side surface on a support plate 3 made of marble for measuring purposes, which is contained in a metal frame 4 . The support plate 3 is supported against a base plate 6 by a screw spindle 5 and the inclination is adjustable. For this purpose, a pivot bearing 8 is provided on the base plate 6 and provided with an angular degree setting 7 . The outer ring 2 is secured against slipping off by a prism 9 . In the interior of the outer ring 2 , a measuring device 10 is placed on the support plate 3 . It consists of a base part 11 and a linear guide 13 which can be inclined via a pivot bearing 12 and which is fixed in the corresponding position, supported by gauge blocks 14 . The linear guide 13 has a displaceable slide 15 , on which a probe 16 of known design is attached.

Zur Vorbereitung der Messung wird die Linearführung 13 gegenüber dem Fußteil 11 durch ein geeignetes Endmaß 14 um das Sollmaß des Neigungswinkels α der Laufbahn 1 geneigt. Danach wird die Neigung der Auflageplatte 3 auf den gleichen Winkel α eingestellt. Durch diese Voreinstellung verläuft die Linearführung 13 vertikal und die Erzeugende 17 der Laufbahn 1 bildet mit der Bodenplatte 6 einen rechten Winkel. Anschließend wird die Meßeinrichtung 10 auf der Auflageplatte 3 verschoben, bis die Tastspitze 18 des Meßtasters 16 im Bereich der Erzeugenden 17 auf der Laufbahn 1 aufliegt. Dazu ist, wie nicht dargestellt ist, in die Auflageplatte 3 eine Nut eingearbeitet, in der ein Vorsprung des Fußteiles 11 geführt ist. Die Nut verläuft in der Fallinie der Auflageplatte 3 entlang der betreffenden Durchmesserlinie des Außenringes 2. Damit sind die Vorbereitungen abgeschlossen.To prepare for the measurement, the linear guide 13 is inclined relative to the foot part 11 by a suitable gauge block 14 by the nominal dimension of the angle of inclination α of the track 1 . Then the inclination of the support plate 3 is set to the same angle α . As a result of this presetting, the linear guide 13 runs vertically and the generatrix 17 of the track 1 forms a right angle with the base plate 6 . Subsequently, the measuring device 10 is displaced on the platen 3, is supported by the stylus 18 of the probe 16 in the region of the generatrices 17 on the runway. 1 For this purpose, as is not shown, a groove is worked into the support plate 3 , in which a projection of the foot part 11 is guided. The groove runs in the fall line of the support plate 3 along the relevant diameter line of the outer ring 2 . The preparations are now complete.

Durch Verschieben des Schlittens 15 und damit der Tastspitze 18 quer zur Laufbahn 1 kann über den Meßtaster 16 die Form der Laufbahn 1 und deren Winkelabweichung gemessen werden. In der einfachsten Weise erfolgt dies durch eine Meßuhr, deren Meßwerte beispielsweise in µm direkt die Höhenabweichungen und damit die Formfehler ergeben. Die Winkelabweichung muß in bekannter Weise aus den Höhenabweichungen an den Endpunkten der Laufbahn 1 berechnet werden. Die Verwendung einer bequemeren Meßwertverarbeitung über elektronische Meßtaster, Schreiber oder dgl. ist jederzeit möglich.By moving the carriage 15 and thus the probe tip 18 transversely to the track 1 , the shape of the track 1 and its angular deviation can be measured via the measuring probe 16 . In the simplest way, this is done by means of a dial gauge, the measured values of which, for example, in µm directly result in the height deviations and thus the shape errors. The angular deviation must be calculated in a known manner from the height deviations at the end points of career 1 . The use of more convenient measured value processing via electronic probes, recorders or the like is possible at any time.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Form- und Winkelmessung von Laufbahnen oder dgl. großer Wälzlager, bestehend aus einer in der Neigung verstellbaren Auflageplatte für den Laufring und einer entlang einer Referenzebene linear verschiebbaren, mit ihrem Meßtaster an der Laufbahn anlaufenden Meßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (10) auf der Auflageplatte (3) ruhend angeordnet ist, eine gegenüber ihrem Fußteil (11) winkelverstellbare, vertikal ausgerichtete Linearführung (13) mit daran angebrachtem Meßtaster (16) aufweist, und die zu messende Erzeugende (17) der Laufbahn (1) des mit einer Seitenfläche auf der Auflageplatte (3) ruhenden Laufringes (2) über die verstellbare Auflageplatte (3) im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.1. Device for measuring the shape and angle of raceways or the like. Large rolling bearings, consisting of an inclinable support plate for the race and a linearly displaceable along a reference plane, with its probe on the raceway measuring device, characterized in that the measuring device ( 10 ) is arranged resting on the support plate ( 3 ), has a vertically aligned linear guide ( 13 ) with its measuring part ( 16 ) attached to it, adjustable in angle with respect to its foot part ( 11 ), and the generator ( 17 ) of the raceway ( 1 ) to be measured of resting with a side face on the platen (3) race is aligned (2) vertically over the adjustable support plate (3) substantially. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Auflageplatte (3) als auch die Meßeinrichtung (10) Mittel (7, 14) zur geeichten Einstellung des Neigungswinkels (α) aufweisen.2. Device according to claim 1, characterized in that both the support plate ( 3 ) and the measuring device ( 10 ) have means ( 7, 14 ) for calibrated adjustment of the angle of inclination ( α ). 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (10) und der Laufring (2) auf der geneigten Auflageplatte (3) in einer einer gemeinsamen, durch die Tastspitze (18) und den Mittelpunkt des Laufringes (2) verlaufenden Normalebene angehörenden Fallinie der Auflageplatte (3) festlegbar angeordnet sind.3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that the measuring device ( 10 ) and the race ( 2 ) on the inclined support plate ( 3 ) in a common through the probe tip ( 18 ) and the center of the race ( 2nd ) extending normal plane belonging to the fall line of the support plate ( 3 ) are arranged to be fixable.