Prüfautomat zum Messprüfen von Rillen an Ringen
Die Erfindung bezieht sic auf einen Prüfautomaten zum Messprüfen von Rillen an Ringen, ins besondere soloher für Kugellager.
Die genaue Herstellung der Rillen am inneren und äusseren Ring hat einen entscheidenden Einfluss auf die richtige Wirkungsweise, Genauigkeit des Laufes und Lebensdauer von Wälzlagern. Die Forderung nach hoher Qualität der Laufbahnen setzt eine sorgfältige Prüfung der hergestellten Ringe voraus, die durch den Einsatz des erfindungsgemässen Prüfauto- maten erzielt werden soll.
Die Prüfung von Rillen an Kugellagerringen wird bisher überwiegend mit Hilfe von Handmessinstru menten vorgenommen. Diese Messung ist zeitraubend, wenig genau und stellt grosse Anforderungen an die Aufmerksamkeit des die Messung ausführen- den Arbeiters. Bei unaufmerksam vorgenommener Messung kommen oft grobe Fehler vor. Aus diesen Gründen werden Handmessinstrumente durch halbautomatische oder selbsttätige Messgeräte ersetzt, die wegen ihrer Kompliziertheit und bedeutender Störanfälligkeit und auch weiterer Mängel in der Wälz lagercrzeugung keine grössere Verwendung gefunden haben.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Prüfautomaten können alle Parameter von Rillen an Wällzlagern, insbesondere Kugellagern, geprüft werden, vor allem die Durchmesser der Rille und deren Unrundheit, de rAbstand der Rille von der Bezugsstimfläche des zu prüfendon Ringes und derern Unparallelität mit der Bezugsstirnfläche, weiter der Radialschlag der Rille und schliesslich die Grössen des Krümmungs- halbmessers. der Rille.
Der erfindungsgemässe Pr2fautomat besitzt ein Magazin, zin, Zuführungsrinne und eine Zubringer- vorrichtung, eine Messvorrichtung und eine Vorrich- tung zum Durchdrehen eines zu prüfenden Ringes und ist dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchdrehens des Ringes entweder die Prüfung aller Parameter der Rille gleichzeitig odeur-dite Prüfung jeweils eines einzigen Parameters der Rille an einer einzigen Messstelle vorgenommen wird, an die er durch eine prismatische Unterlage befördert wird, an der Messstelle in Berührung mit einer Wächter- rolle ist, die von einem einarmigen, um eine fest an einem Rahmen angeordnete Achse drehbaren Hebel getragen ist, dass der Ring bei der Prüfung, auf zwei Stützkontakten gelagert ist,
wobei die Stirnfläche des Ringes bei der Prüfung mit einer auf einem Querarm drehbar angeordneten Durchdreh- scheibe in Berührung und der Querarm mit einer Stange verbunden ist, die mittels einer Druckvorrichtung in einer Führung einer Grundplatte verschiebbar ist.
Einer der Stützkontakte, der zur Prüfung des Abstandes der Rille von der Bezugsstirnfläcbe des Ringes dient, kann in bezug auf den zu prüfenden Ring in axialer Richtung verschiebbar angeordnet und mit einer Luftdüse zur berührungslosen Prüfung der Grösse des Halbmessers der Rille am Lagerring versehen sein. Ferner kann die Wächterrolle innen eine Aussparung haben und auf der einen Seite in einen abgesetzten Hohlzylinder auslaufen, der an seinem Umfang mit fensterartigen Ausschnitten versehen ist. Auf der Aussenseite dieses Hohlzylinders gegenüber den Ausschnitten ist eine Lichtquelle vorgesehen, während auf der Innenseite ein photoelek- trisches oder ein anderes ähnliches Element in die Aussparung in der Wächterrolle eingreift.
Hinter der Zuführungsrinne für die zu prüfenden Ringe kann vorteilhaft eine Reinigungsvorrichtung ange ordnet sein, die der Prüfling vor der Beförderung in die Messstelle passiert.
Die erzielbare Leistung des erfindungsgemässen Prüfautomaten ist höher als jene, die bei der bisheri- gen Messung von Hand nur eines einzigen Parameters. der Rille am Lagerring erzielt wird. Es hat sich gezeigt, dass die Gesamtleistung des Automaten mehr als sechsmal höher ist als die bei der Prüfung von Hand erzielte Leistung, abgesehen vom weitaus genaueren und sichereren Betrieb.
In den Zeichnungen ist ein Ausführ. ungsbeispiel des erfindungsgemässen Prüfautomaten rein schematisch dangestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 eine Gesamtanordnung des Prüfautomaten zum Messprüfen von Innenringen eines Kugellagers,
Fig. 2 die Zubringervorrichtung in Ansicht,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Messvorrichtung an der Messstelle,
Fig. 4 einen Teilsohnitt nach der Linie A-A der Fig. 3,
Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie B-B der Fig. 3,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine Einzelheit des Messwerkzeuges zum Prüfen des Abstandes der Rille von der Grundstirnfläche des Ringes,
Fig.
7 eine Einzelheit im Schnitt durch ! die Wäch- terrolle.
Gemäss Fig. 1 kommen die zu prüfenden Ringe 1 durch ihr eigenes Gewicht aus einem Magazin durch eine Zuführungsrinne 2, worauf sie durch einen Zu bringer 3, der durch einen Kolben 4 einer hydrau- lischen Walze 4a betätigt wird, in eine prismatische Unterlage 5 eingeschoben werden, in die jeweils der unterste Ring 1 von der Säule in der Zuführungsrinne 2 befördert wind.
Die von einem Querarm 8 getragene prismatisohe Unterlage 5 ist mit einer Stange 6 ver bunden, die in der Führung 10 einer Grundplatte 10 mittels eines Kolbens 7 einer hydraulischen Walze 7a verschoben wird, wie in Fig. 2 gezeigt wird, Bei Verschiebung des Querarmes 8 verschiebt sich auch die prismatische Auflage 5 und setzt den mit einer Stirnflächen an der Grundplatte 10 aufliegenden Ring 1 auf zwei Stützkontakte 21, 22 2 (Fig. 3), wobei ein armige, um Achsen 26, 29 drehbare Hebel 11, 12 geschwenkt werden und den Ring 1 andrücken.
Gleichzeitig wird auf den Ring l auch eine Wächter- rolle 13 geschwenkt, die von einem um eine Achse
14a drehbaren Hebel getragen wird. Auf idem Querarm 8 ist weiter eine Durchdrehvorrichtung für den Prüfling angeordnet, abestehend aus einer Durchdreh- scheibe 15, an deren Stirnfläche eine Einlage 15a aus elastischem Werkstoff-vorgesehen ist.
Die Duroh- drehscheibe 15 ist mit einer Welle d5 eines Antriebsmotors 16 verbunden. Bei Verschiebung des Quer- armes 8 liegt dieStirnfläche der Einlage 15a der Durchdrehsoheibe 15 an der Stirnfläche des Ringes. 1 an, der durch die Reibung in Drehung versetzt wird.
Vor dem Eintreffen an der Messstelle muss der Ring 1 eine hinter der Zuführungsrinne 2 angeordnete Reini- gungsvorriohtung 17 passieren, im der die Stirnflächen des Ringes 1 abgewischt werden, wodurch eventuelle Verunreinigungen entfernt werden, die sich beim Durchdrehen des Ringes 1 an der Messstelle umgünstig auswirken würden.
Während des Messvorganges, bei idem sich der Ring 1 in Hinblick auf die sichere Feststellung der Abweichung der. geometrischen Form der Rille um wenigstens 360 drehen muss, ist der Ring l, wie schon beschrieben, wurde, auf zwei Stützkontakten 21, 22 gelagert, von denen der Stützkontakt 21 (Fig. 3) als Rolle ausgebildet und feststehend ist, wogegen der andere Stüzkontakt 22 in bezug auf den Ring 1 in axialer Richtung verschiebbar ist. Die axiale Verschiebung des Stützkontaktes 22 ist durch dessen Lagerung auf einem Parallelogramm mög- lich, das durch Flachfedern 30, 31 gemäss Fig. 5 gebildet ist.
Der Stützkontakt 22 berührt die Rille in zwei Punkten 32, 33, wie aus Fig. 6 ersichtlcih ist.
Die Lage des Stützkontaktes 22 in axialer Richtung gibt den Abstand der Rille des Ringes 1 von der Stirnfläche an, durch die sich dieser an der Grundplatte 10 abstützt. Eine Änderung dieser Lage während einer Umdrehung des Ringes 1 gibt dann die Unparallelität der Rille mit der angeführten Stirnfläche an. Beide Werte werden durch ein Elektrokontakt-Tastorgan oder ein anderes geeignetes Tast- organ 34 gemessen, das den Stützkontakt 22 berührt.
Beide Berührungspunkte 32 und 33 bilden feste Abstützungen für die Messung der Grösse des Halbmessers R der Rille des Ringes. Die Grösse des Halbmessers R wird durch die Messung des Spaltes Z zwischen einer innerhalb des Stützkontaktes 22 eingelegten Luftdüse 22a und der Rille des Ringes 1 er- mittelt. Es wird hierbei ein pneumatisches kontakt- loses Messverfahren angewandt und die Messergebnisse ver-don in und an sich bekannter Weise in eiektri- sche Signale umgewandelt.
Der Durohmesser und die Unrundheit der Rille werden mit Hilfe eines Elektrokontakt-Tastongans oder eines anderen. geeigneten Tastorgans 23 (Fig. 3 und 4) geprüft, das einen um eine Achse 26 drehbaren Hebel 11 berührt und mit seinem Tastglied 24 die Rille beim Durchdrehen des Ringes 1 abtastet.
Der Radial. schlag der Rille wird mit Hilfe eines
Elektrokontakt-Tastorgans oder eines anderen geeigneten. Tastongans 25 geprüft, das einen Bügel 27 berührt, auf dem ein. Kontakt 28 angebracht ist, der die Oberfläche der Bohrung des. Ringes l abtastet.
Beim Durchdrehen ist der Ring 1 an der Mess stelle in Berührung mit einer Wächterrolle 13 (gemäss
Fig. 7), die durch den sich drehenden Ring 1 in
Rotationsbewegung um die Achse 13a auf dem Hobel
14 versetzt wird. Die Wächterrolle 13 läuft auf einer
Seite in einen abgesetzten Hohlzylinder 13c aus, der an seinem Umfang fensterartige Ausschnitte 35 auf- weist. An der Aussenseite des Hohlzylinders 13c gegenüber den Ausschnitten 35 ist eine Lichtquelle 36 vorgesehen, während an der Innenseite des Hohl zylinders 13c in einer Aussparung 13b der Rolle 13 ein auf Intensitätsänderung des Lichtes empfindliches photoelektr. isohes Element 37 eingelegt ist.
Die Drehzahl der Wächterrolle 13 steht immer in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl des Ringes 1, der sich während der Prüfung, wie schon angeführt, um wenigsbens 360 drehen muss. Diesem Drehen entspricht eine bestimmte Anzahl von Ausschnitten 35 im Hohlzylinder 13c, die zwischen der Licht- quelle 36 und dem photoel. ektrischen Element 37 vorgesehen sind. Die durch abwechselnde Beleuch- tung und Abschirmung des photoelektrischen Ele mentes entstehenden elektrischen Impulse werden zur Steuerung des Messzyklus des Prüfautomaten ausgenutzt, wodurch eine fehlerhafte Prüfung bei unregelmässigem Durchdrehen des Ringes 1 vermieden wird.
DieWächtervorrichtung kann so eingestellt sein, dass die Messung erst nach einer bestimm- ten Anzahl von elektrischen Impulsen des photoelektrischen Elementes 37, also erst nach Umdrehung des Ringes 1 und die vorgeschriebenen 360 beendet wird.
Nach Abschluss eines Messzyklus wird der Ring 1 durch die prismatische Unterlage 5 angehoben und wiederum in die Höhe des Zubringers 3 befördert Beim Einschiebsn eines s weiteren zu prüfenden Ringes wird der geprüfte Ring 1 in eine Sortierrinne 18 verschoben, in der er mit Hilfe einer durch einen Elek- tromagneten 20 betätigten Klappe 19 als gut oder als Ausschuss aussortiert wird.
Nach den Messergebnissen der einzelnen Parameter wird der Ring 1 selbsttätig in eine der Sortiergruppen eingereiht, die so angeordnet sein können, dass gute Ringe vom Ausschuss gesondert eingereiht werden, oder sie können auch nach den einzelnen Fehlerarten sortiert werden. Der erfindungsgemässe Automat kann auch so arbeiten, dass das Tastorgan 23 zur Prüfung der Unrundheit und des Rillendurchmessers zusammen mit dem elektronischen Teil , die guten Ringe nach idem Ril. endurchmesser in eine bestimmte Anzahl von Sortiergruppen aussortiert, die sich um einen bestimmten voreingestellten Wert voneinander unterscheiden. Auf diese Weise werden aussortierte Ringe für das Paaren von Innenring, Aussenrin g und Kugeln gewonnen.
Der beschriebenen erfindungsgemässe Automat für Innenmnge von Kulgellagern kann auch zur Prüfung der Aussenringe von Kugellagern oder auch finir Ringe anderer Lager, z. B. von Tonnenrollenlagen, eingesetzt werden.