DE864633C - Method for determining the surface quality of objects, in particular of rolling bearing parts - Google Patents

Description

Mif dem Fbrt'sçhreite33. der Technik werden ari ^die'-einzelnen Erzeugnisse in vielfacher Hinsicht immer höhere Anforderungen gestellt. Von Wälzlagern z B. als wesentlichem Bestandteil sehr vieler Maschinen wird'in zunehmendem Maße erhöhe Laufgenauigkeit und geräuscharmer Lauf verlangt. Ein genauer und geräuscharmer Lauf- eines Wälzlagers ist aber nur dann möglich, wenn die einzelnen Teile des Lagers in ihren geometrischen Formen, ihren elastischen und ihren Härteeigenschaften geprüft und entsprechend sortiert werden und wenn die Güte der Oberflächen der Wälzlager und die Güte der Laufflächen der Lagerringe geprüft werden können. Mif the Fbrt'sçhreite33. of technology are ari ^ die'-individual products In many respects, ever higher demands are made. From rolling bearings, for example as an essential part of very many machines, it is increasingly increasing Running accuracy and quiet running are required. An accurate and quiet running a roller bearing is only possible if the individual parts of the bearing tested in their geometric shapes, their elastic and their hardness properties and sorted accordingly and if the quality of the surfaces of the rolling bearings and the quality of the running surfaces of the bearing rings can be checked.

Die Güte der Laufflächen eines Wälzlagers beeinflußt das Laufgeräusch. Dies wurde schon fruhzeitig erkannt, und man hat daher Methoden entwickelt, um die Güte der Laufflächen messen zu können. Einige der bekannten Verfahren tasten die zu prüfenden -Flächen mechanisch ab und benutzen die- Bewegungen-' des Tastkörpers zur Aufzeichnung der Unebenheiten des überfahrenen Weges, z. B. dadurch, daß der Tastkörper einen Spiegel trägt, der in bekannter Weise einen Lichtzeiger betätigt. Andere Verfahren machensich das Abtastverfahren der Schallplattenwiedergabe zu eigen und bestimmen die Güte der Oberfläche durch die Größe der dabei gemessenen elektromagnetischen Energie. Der Nachteil aller dieser Verfahren besteht darin, daß-sie zur Prüfung großer Stückzahlen ungeeignet sind und daß die geprüften Teile sehr leicht durch den Prüfvorgang beschädigt werden können; auch der Tastkörper wird wesentlich abgenutzt. The quality of the running surfaces of a roller bearing influences the running noise. This was recognized early on, and methods have therefore been developed to deal with the To be able to measure the quality of the running surfaces. Some of the known methods touch the surfaces to be tested mechanically and use the movements of the probe to record the unevenness of the traveled path, z. B. in that the Touch body carries a mirror that actuates a light pointer in a known manner. Other methods adopt the scanning method of record reproduction and determine the quality of the surface through the size of the electromagnetic measured Energy. The disadvantage of all of these methods is that-they have to be tested large numbers are unsuitable and that the tested parts pass through very easily the test process can be damaged; the probe body is also worn significantly.

Schließlich werden auch optische Verfahren angewendet, die auf der Abbildung und Betrachtung der zu prüfenden Flächen beruhen. Diesen Verfahren haftet der Nachteil an, daß dafür sehr schwer ein objektiver Maßstab zu finden ist. Finally, optical methods are also used that are based on the Illustration and observation of the areas to be tested are based. This procedure is liable the disadvantage is that it is very difficult to find an objective yardstick.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Prüfung von Oberflächen von Gegenständen, das auf einfache und rasche Art die Güte von Oberflächen zu messen gestattet und auch zur Prüfung von Teilen großer Stückzahl geeignet ist, ohne die zu prüfenden'Flächen zu beschädigen: Dazu werden erfindungsgemäß die zu prüfenden Flächen auf Flächen -bekannter Güte abgewälzt und die Stärke des dabei entstehenden Geräusches als Luftschall oder als Körperschall gemessen. Der Druck, mit dem die zu prüfenden Flächen auf den Meßflächen abrollen, kann dabei so klein gehalten werden, daß eine Beschädigung beider sicher vermieden wird. Im allgemeinen genügt als Meßdruck das Gewicht des Körpers, dessen Oberfläche gemessen werden soll. The present invention relates to a method for testing of surfaces of objects, which in a simple and quick way the quality of surfaces measurement is permitted and is also suitable for testing large numbers of parts, without damaging the surfaces to be tested: for this purpose, according to the invention, the to surfaces to be tested on surfaces of known quality and the strength of it resulting noise measured as airborne sound or as structure-borne sound. The pressure, with which the surfaces to be tested roll on the measuring surfaces, can be so small be held so that damage to both is safely avoided. In general the weight of the body whose surface is to be measured is sufficient as the measuring pressure.

Abb. I zeigt als Beispiel eine Anordnung zur Messung der Oberflächengüte von Kugeln. Die Kugel a läuft über die Meßfläche c des Körpers b z. B. dadurch, daß die Fläche c etwas gegen die Waagerechte geneigt ist. Fig. I shows an example of an arrangement for measuring the surface quality of bullets. The ball a runs over the measuring surface c of the body b z. B. by that the surface c is slightly inclined to the horizontal.

Wegen der Unebenheiten der Kugeloberfläche entsteht dabei ein Geräusch, das in der Umgebung als Luftschall oder durch ein an den Körper b angebrachtes Mikrophon d als Körperschall gemessen wird. Die Lautstärke des entstehenden Geräusches oder eines charakteristischen Teiles des Geräuschspektrums ist -ein Maß für åie'Güte'dèr KugeXoberfläché. Die Meßfläche c des Körpers b muß von sehr hoher Güte sein und darf durch den Meßvorgang nicht wesentlich abgenutzt werden. DaXsich-aber ebene Flächen mit besonders hoher Güte herstellen lassen, z. B. Interferometerplatten, bedeutet diese Anordnung einen be-- sonderen Vorzug der vorliegenden Erfindung, um so mehr, als auch die Meßflächen wegen des verschwindend kleinen Flächendrucks praktisch keine Abnutzung erleiden. Because of the unevenness of the spherical surface, a noise is produced that in the environment as airborne sound or through a microphone attached to the body b d is measured as structure-borne noise. The volume of the resulting noise or of a characteristic part of the noise spectrum is a measure of åie'Guess'dèr KugeX surface. The measuring surface c of the body b must be of very high quality and must not be significantly worn by the measuring process. There-but-level Have surfaces of particularly high quality produced, e.g. B. Interferometer plates, this arrangement means a particular advantage of the present invention, even more so than the measuring surfaces because of the vanishingly small surface pressure suffer practically no wear and tear.

Abb. 2 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel die Prüfung der Lauffläche eines Kugellageraußenringes. As a further exemplary embodiment, Fig. 2 shows the test of the running surface of a ball bearing outer ring.

Eine Kugel e mit einer Oberfläche hohen Gütegrades, die z. B. nach dem Verfahren der Abb. I ausgewählt - Wo'ren )s%-; ?wirduf eine durch ihren Mittelpunkt gehende Welle f gesetzt und auf die Kugel der Lagerring g gehängt. W+rdtnun die Welle f und mit ihr die Kugel e etwa bei h,'angetrieben, so wälzt sich die Lauffläche des lLagerringés g auf der Oberfläche der Kugel e ab. Die Lautstärke des entstehenden Geräusches kann wie in Beispiel I (Abb. I) als Luftschall oder mit einem auf die Welle f aufgesetzten Mikrophon i als Körperschall gemessen und dadurch die Güte der Lauffläche des Lagerringes g bestimmt werden. Das Mikrophon i wird hier zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß während der Messung von den umlaufenden Teilen keine Gleichströme abgenommen werden müssen, um Störungen durch das Kontaktrauschen zu vermeiden. A sphere e with a high quality surface z. B. after selected according to the method of Fig. I - Wo'ren) s% -; ? becomes one through its center going shaft f set and hung on the ball of the bearing ring g. W + rdtn the Shaft f and with it the ball e driven at about h, ', the running surface rolls of the bearing ring g on the surface of the ball e. The volume of the emerging Sound can be as in example I (Fig. I) as airborne sound or with a Wave f placed on microphone i measured as structure-borne sound and thus the quality the running surface of the bearing ring g can be determined. The microphone i is expedient here designed so that no direct currents from the rotating parts during the measurement must be removed to avoid interference from contact noise.

Setzt man in Abb. 2 an Stelle der Kugel e auf die -Welle f einen Zylinder, so lassen sich mit der gleichen Vorrichtung und auf die gleiche Weise zylindrische Flächen prüfen; auf ähnliche Weise können auch kegelige Flächen geprüft werden und selbstverständlich auch andere als Wälzlagerteile. Das geschilderte Verfahren kann noch dadurch verfeinert werden, daß man nicht nur die Lautstärke, sondern auch die spektrale Zusammensetzung des Abwälzgeräusches zur Messung heranzieht. If in Fig. 2 we place the ball e on the -wave f a Cylinders so can be made with the same device and in the same way check cylindrical surfaces; Conical surfaces can also be checked in a similar way and of course other than roller bearing parts. The procedure outlined can be further refined by not only changing the volume, but also uses the spectral composition of the rolling noise for the measurement.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: r . - .Verfahren zur Bestimmung der Oberflächengu'te-von GégenstänMn,' insbesondere von Wälz--lagerteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu prüfendé- Fläche-- auf einer oder mehreren Meßflächen hohen Gütegrades abgewälzt wird und daß die Lautstärke des dabei entstehenden Geräusches als Maß der Flächengüte dient. PATENT CLAIMS: r. - .Method for determining the surface quality of GégenstänMn, 'in particular of rolling - bearing parts, characterized in that the surface to be tested - rolled onto one or more measuring surfaces of high quality and that the volume of the resulting noise as a measure of the surface quality serves. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautstärke nur eines Teiles des Geräuschspektrums als Maß für die Flächengüte dient. 2. The method according to claim I, characterized in that the volume only part of the noise spectrum is used as a measure of the surface quality. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Lautstärke auch die spektrale Zusammensetzung des Geräusches als Maß der Flächengüte dient. 3. The method according to claim I and 2, characterized in that except the volume also the spectral composition of the noise as a measure of the surface quality serves. 4. Verfahren nach Anspruch I, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Körperschalls an sich drehenden Teilen das Mikrophon an diese so angebaut und ausgebildet wird, daß von den umlaufenden Teilen keine Gleichströme abgenommen werden müssen. 4. The method according to claim I, 2 and 3, characterized in that to measure the structure-borne noise on rotating parts, attach the microphone to them like this is grown and designed so that no direct currents from the rotating parts must be removed.