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Verfahren und Anordnung zur Prüfung von Rotationskörpern, insbesondere von Wälzkörpern für Wälzlager
Rotationskörper, die insbesondere als Wälzkörper für Wälzlager Verwendung finden, werden inder
Massenfertigung visuell geprüft, ohne dass es bisher dabei möglich war, mit Sicherheit alle Stellen der
Oberfläche der Prüflinge auf etwaige Oberflächenfehler hin zu untersuchen.
Zur Kontrolle von Rotationskörpern ist ein optisches Messverfahren bekannt, bei welchem die Rota- tionskörper in rotierende Bewegung versetzt werden. Ferner ist es bei Prüfgeräten für Rotationskörper be- kannt, das Gerät in Drehung zu versetzen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Rotationskörpern, insbesondere von Wälzkörpern für Wälzlager, auf ihre Oberflächenfehler hin, bei welchem die Oberfläche mittels eines Taststrahles abgetastet wird, welcher mit Hilfe eines Auflicht-Mikroskops im wesentlichen senkrecht auf die Prüflings- oberfläche. auftrifft und besteht im wesentlichen darin, dass die Rotationskörper um eine senkrecht zur
Tubusseele verlaufende Achse bei senkrecht zur Tubusseele auftreffenden und durch Rotation eines Spiegelhalters des Mikroskops umlaufendem Taststrahl in Drehung versetzt werden. Durch das neue Verfahren wird zwangsläufig die gesamte Oberfläche des Rotationskörpers abgetastet.
In Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens werden der Rotationskörper in eine verhältnismässig langsame und der Spiegelhalter in eine hohe Drehungsgeschwindigkeit versetzt, wodurch der Taststrahl auf der Kugel Figuren beschreibt, die annähernd als meridianische Streifen gleicher Breite anzusehen sind, die sich an den Polen des Rotationskörpers schneiden. Nach einer halben Umdrehung des Rotationskörpers ist dieser vollständig abgetastet und geprüft. Da das Zubringen und Ablegen der Prüflinge in rascher Folge vorgenommen werden kann und infolge der geringen Drehungsgeschwindigkeit der Prüflinge werden Zeitverluste vermieden, die bei Prüfverfahren mit rasch umlaufenden Prüflingen unvermeidlich sind.
Um ihnen die erforderliche Beschleunigung für ihre Drehbewegung zu erteilen, kann die Prüfungsdauer nach dem Verfahren gemäss der Erfindung wesentlich verkürzt werden, was für die Massenherstellung der Wälzkörper für Wälzlager einen wesentlichen Vorteil bildet.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, die darin besteht, dass der objektseitige Bestandteil des Auflicht-Mikroskops in dem drehbaren Spiegelhalter angeordnet ist, der im Zentrum seines der Lichtquelle abgewandten Bodenteiles eine Öffnung zur Einführung des drehbar und erforderlichenfalls auch längsbeweglich gehaltenen zu prüfenden Rotationskörpers aufweist. Die Halterung der Rotationskörper kann mit Hilfe magnetisch oder pneumatisch wirkender Führungsmittel erfolgen.
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die besondere bauliche Ausgestaltung der Anordnung.
Nach der Zeichnung ist der zu prüfende Rotationskörper 1 in seinem nicht dargestellten Träger mit Hilfe magnetisch oder pneumatisch wirkender Führungsmittel drehbar und gegebenenfalls längsverschiebbar gelagert. Die erwähnte Verschiebbarkeit kommt vor allem für nicht kugelige Rotationskörper in Betracht. In der Zeichnung ist der Einfachheit halber ein kugeliger Rotationskörper wiedergegeben.
Der Rotationskörper 1 wird mittels des Taststrahles 2 beleuchtet, der von einer Lichtquelle 3 stammt und über die Strahlenwege 4,5, 6 und 7 mit Hilfe einer Kondensoranordnung 8,9, eines halb durchlässigen Spiegels 10 und Ablenkspiegel 11 - 13 sowie eines Objektives 14 nebst Blende 15 auf die zu prüfende Oberfläche geleitet wird. Die Spiegel 11 - 13, das Objektiv 14 und die Blende 15 werden von einer
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Haltevorrichtung 16 getragen. In ihr ist im Zentrum eines der Lichtquelle 3 abgewendeten Bodenteils der zu prüfende Rotationskörper 1 vorgesehen.
Zwischen dem Spiegelhalter 16 und der Lichtquelle 3 erstreckt sich ein Tubus 17, der in der einen erwähnten Ausführungsart in Lagern 18 und 19 rotiert und dadurch eine den Prüfbedingungen entsprechende, erforderlichenfalls also schnelle Umdrehung des Spiegelhalters 16 er- möglicht.
Durch den halb durchlässigen Spiegel 10 wird der reflektierte Strahl über das Linsensystem 20 (Okular) 'auf die einstellbare Blende 20'geworfen und bildet hier das beleuchtete Oberflächenelement des Rota- tionskörpers 1 ab. Hinter der Blende 20'ist eine Photozelle 21 angeordnet, auf die der ausgeblendete
Teil der reflektierten Lichtmenge einwirkt. Als Photozelle kann dabei zweckmässig ein Sekundär-Elektro- nen-Vervielfacher Verwendung finden, an den sich eine an sich bekannte elektronische Einrichtung an- schliessen kann, die eine Automatisierung des gesamten Prüfvorganges mit anschliessender Sortierung der
Prüflinge herbeizuführen gestattet.
Wie schon erwähnt wurde, werden für den Prüfvorgang sowohl die zu untersuchenden Rotationskörper als auch der Spiegelhalter 16 mit oder ohne langgestreckten Tubus 17 relativ zueinander bewegt, wobei die Geschwindigkeit der Relativbewegung der Rotationskörper einerseits und des Spiegelhalters anderseits nach Massgabe der Prüfanforderungen gewählt werden kann. Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Gerätes ist es zweckmässig, eine sehr hohe Relativgeschwindigkeit vorzusehen, die durch verhältnismässig langsame Bewegung der Prüflinge und hohe Geschwindigkeit des Spiegelhalters zustande gebracht wird.
Eine Anpassung der Anordnung an verschiedene gewünschte Empfindlichkeiten lässt sich durch ent- sprechend einstellbare Blenden 9, 15 und 20'herbeiführen. Hiedurch können Unterschiede in der mechanischen Beschaffenheit der Prüflings-Oberfläche ausgeglichen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Prüfung von Rotationskörpern, insbesondere von Wälzkörpern für Wälzlager, auf ihre Oberflächenfehler hin. bei welchem die Oberfläche mittels eines Taststrahles abgetastet wird, welcher mit Hilfe eines Auflicht-Mikroskops im wesentlichen senkrecht auf die Prüflingsoberfläche auftrifft, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationskörper (1) um eine senkrecht zur Tubusseele verlaufende Achse bei senkrecht zur Tubusseele auftreffendem und durch Rotation eines Spiegelhalters (16) des Mikroskops umlaufendem Taststrahl in Drehung versetzt werden.