DE102005014208B4

DE102005014208B4 - Fehlerprüfvorrichtung für Metallringenden eines Riemens eines stufenlos einstellbaren Getriebes

Info

Publication number: DE102005014208B4
Application number: DE200510014208
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fuji Tange
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: US20050219538A1; DE102005014208A1; US7298470B2; NL1028643C2; NL1028643A1; JP2005283310A

Abstract

Fehlerprüfvorrichtung (10) für Metallring-Endflächen eines V-Riemens eines stufenlos einstellbaren Getriebes, umfassend:
mindestens zwei Riemenrollen (12, 13);
eine Drehantriebseinrichtung (11) zum Drehen der Rollen und eines Metallrings (2) als Prüfgegenstand, welcher um die Riemenrollen (12, 13) gelegt wird, und zum Liefern einer Umfangsrichtungsbewegung für den Metallring (2);
eine Spannungserzeugungseinrichtung (14) zum Liefern einer vorbestimmten Spannung für den Metallring (2), wobei der Abstand der Riemenrollen (12, 13) während der Drehung reguliert wird;
einen Fehlerprüfabschnitt (15) zum Prüfen eines Seitenendflächenfehlers auf einer Prüfoberfläche des Metallrings während der Umfangsrichtungsbewegung;
wobei der Fehlerprüfabschnitt (15) umfaßt:
eine Lichtquelle (21, 31) zum Beleuchten der Prüfoberfläche eines Prüfgegenstands;
einen ersten Lichtleitweg (24) zum Leiten reflektierten Lichts von der Prüfoberfläche zu einem ersten Lichtdetektor (25) und einen zweiten Lichtleitweg (34) zum Leiten des reflektierten Lichts zu einem zweiten Lichtdetektor (35);
eine Differenzwert-Berechnungseinrichtung (45) zum Berechnen eines Differenzwerts zwischen einem elektrischen Signal,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fehlerprüfvorrichtung für Metallringe. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Fehlerprüfvorrichtung, welche zum Prüfen der Anwesenheit von Endflächenfehlern an Metallringen, welche Bauteile sind, welche einen V-Riementyp eines Riemens eines stufenlos einstellbaren Getriebes (im folgenden als „CVT-Riemen" bezeichnet (CVT: continuously variable transmission = stufenlos einstellbares Getriebe)) bilden, welcher in einem Fahrzeug, wie etwa einem Kraftwagen, montiert ist, geeignet ist.
Als CVT-Riemen ist beispielsweise eine CVT-Riemenstruktur bekannt, bei welcher eine Vielzahl dünner Metallringe in einer Schichtung von etwa 0,2 mm Dicke geschichtet angeordnet ist, woran Stahlelemente in fortlaufender Anordnung befestigt sind.
10 ist eine Übersichtsansicht eines CVT-Riemens. Gemäß dieser Darstellung ist ein CVT-Riemen 1 durch Anordnung zweier geschichteter Streifen eines geschichteten Riemens 3 konstruiert, welche eine Schichtung einer Anzahl von Metallringen 2 (beispielsweise einen geschichteten Streifen, welcher aus etwa 12 endlosen Schichten zusammengesetzt ist), welche durch ein geschichtetes Element 5, welches aus einer großen Anzahl von Stahlelementen 4 (beispielsweise etwa 400 Elementen) zusammengesetzt ist, gehalten werden, enthalten.
11 ist eine Übersichtsdarstellung des Herstellungsverfahrens des CVT-Riemens 1. Gemäß dieser Zeichnung werden die Endabschnitte 6a eines dünnen Blechs 6 (welches später genau beschrieben wird) aus „extrem hochfestem Stahl" miteinander verschweißt, und es wird ein Zylinder 7 ausgebildet. Als nächstes wird der Zylinder 7 in runde Scheiben mit vorbestimmter Breite geschnitten und gewalzt, um Metallringe 2 mit einer Basisumfangslänge herzustellen.
Als nächstes wird nach Durchführung einer Lösungsbehandlung etc. für jeden der oben erwähnten Metallringe 2 ein Umfangslängenkorrekturverfahren durchgeführt, welches die notwendige Umfangslänge liefert, welche der Schichtungsposition an dem CVT-Riemen 1 entspricht. Hierbei bedeutet „Umfangslänge" die Länge der Metallringe 2 in Umfangsrich tung. Die Umfangslängen der Metallringe 2 sind für jede Schichtungsposition der Schichtung in dem CVT-Riemen 1 geringfügig verschieden. Beispielsweise ist der Umfangsbereich ganz außen geringfügig länger, und der Umfangsbereich ganz innen ist geringfügig kürzer.
Nach dem Umfangslängenkorrekturverfahren und weiterer Durchführung einer Alterungsbehandlung, einer Nitridbehandlung etc. zum Steigern der Härte der Metallringe 2, wird die Anwesenheit von Oberflächenfehlern bei den Metallringen 2 geprüft. Die Metallringe 2, welche eine Qualitätskontrollprüfung durchlaufen, werden nacheinander in einer Schichtung von etwa 12 Schichten geschichtet miteinander verbunden, um einen geschichteten Streifen auszubilden, welcher ein CVT-Riemen wird. Die Stahlelemente 4 werden eingesetzt und fortlaufend befestigt, und der CVT-Riemen 1 wird vollendet.
Wie oben erwähnt, wird ein extrem hochfester Stahl für die Metallringe 2 des CVT-Riemens 1 verwendet. Als Typ eines extrem hochfesten Stahls, welcher für einen CVT-Riemen 1 geeignet ist, gibt es beispielsweise Martensitstahl, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. JP11-117017AA (1999) mit dem Titel „CARBURIZATION SURFACE HARDENING OF MARAGING STEEL" (Aufkohlungs-Oberflächenhärtung von Martensitstahl) beschrieben. Obgleich Martensitstahl aufgrund der charakteristischen dynamischen Bruchfestigkeit davon ideal zur Verwendung in dem CVT-Riemen 1 ist, ist dieser im Hinblick auf die Stoßermüdungsfestigkeitseigenschaften ungenügend. Um diese Ermüdungsfestigkeit auszugleichen, wird eine Nitrierbehandlung durchgeführt, beispielsweise, wie in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. JP11-200010AA (1999) mit dem Titel „SURFACE TREATMENT OF METALLIG MULTILAYERED BELT FOR AUTOMOBILE" (Oberflächenbehandlung eines metallischen mehrschichtigen Riemens für einen Kraftwagen) beschrieben.
Eine Nitrierbehandlung ist ein Verfahren, wobei Stickstoff die vordere Oberfläche des Stahls durchdringt und eine Härtungsschicht (gehärtete Haut) bildet. Obgleich ein Salzbad-Nitrierverfahren, ein Tuffridsalzbad-Nitrierverfahren, ein Plasmanitrierverfahren, ein Gas-Stickstoffaufkohlungsverfahren etc. bekannt sind, im allgemeinen bei Massenherstellungs-Bauelementen, wie etwa dem CVT-Riemen 1, wird im Hinblick auf die Kosten eine Gas-Stickstoffaufkohlung verwendet. Auf Basis dieses Verfahrens wird eine Oberflächenhärtungsschicht von etwa 400–700 HV (HV = die Vickershärtezahl, ein Kennzeichen der Härte eines Metalls) auf der Stahloberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 8–15 μm (Mikrometer) ausgebildet.
Ferner kann, wenn die Härtungsschicht auf der vorderen Fläche der Metallringe 2 ausgebildet wird und aufgrund der Tatsache, daß die Metallringe äußerst dünn sind (höchstens 0,2 mm), bei dem Herstellungsverfahren des CVT-Riemens 1 häufig ein Fehler (im folgenden als „Endflächenfehler" bezeichnet) auf den Seitenendflächen verbleiben.
12 ist eine Darstellung, welche einen Endflächenfehler an einem der Metallringe 2 darstellt. Für den Augenblick sei angenommen, daß ein Endflächenfehler in dem Abschnitt „a" von 12A vorliegt. 12B ist eine mikroskopische Vergrößerungsansicht (Vergrößerung: etwa 480fach) dieses Abschnitts „a", und 12C ist eine entsprechende Darstellung des Musters. Wie in 12C dargestellt, ist ein Fehler 2b, welcher aus irgendeinem Grund verblieb, in der Endfläche 2a der Metallringe 2 zu erkennen. Der Fehler 2b ist ein fehlerhafter Abschnitt in der gehärteten Schicht, welcher deutlich glänzend und als schimmernder weißer Abschnitt (Glanzstelle) sichtbar ist, verglichen mit dem fehlerfreien Abschnitt (schraffierter Abschnitt).
Herkömmlicherweise wird die Prüfung für derartige Endflächenfehler durch direkte Sichtbeobachtung mithilfe eines Vergrößerungsglases durchgeführt. Kurz ausgedrückt, wird die Endfläche 2a der Metallringe 2 durch einen Fabrikarbeiter einzeln ans Licht hochgehalten, um die feinen Glanzunterschiede künstlich zu beurteilen. Ein derartiges manuelles Prüfverfahren, wie oben beschrieben, ist aufgrund der Tatsache, daß die menschliche Fehlerquote immer größer als bei einem automatisierten Verfahren ist, jedoch veraltet und ineffizient. Das akzeptierte Schwankungsniveau hängt stark vom jeweiligen Fabrikarbeiter ab. Somit besteht ein Nachteil im Hinblick auf das Erreichen eines einheitlichen Prüfniveaus, um die Reproduktion weiter zu verbessern.
Aus der US 6,684,473 B1 ist eine Fehlerprüfvorrichtung für Metallringe eines Riemens für ein stufenlos einstellbares Getriebe bekannt, die im geschichteten Zustand geprüft werden. Im fertig montierten Zustand wird der Riemen mittels einer anderen Fehlerprüfvorrichtung untersucht, die zwei Riemenrollen, um die der Riemen geschlungen ist, ein Gewicht, das den Riemen belastet, und einen Stößel, der zwischen den beiden Riemenrollen an den Riemen angreift und dessen Andruckkraft von einem Lastsensor überwacht wird, umfasst.
Wenn der Stößel mit einer vorbestimmten Kraft an den Riemen angreift, erfasst ein Abstandssensor einen Weg, um welchen der Riemen durch den Stößel in Radialrichtung verschoben wurde.
Die JP 112 486 37 A offenbart eine Fehlerprüfvorrichtung zum Prüfen einer Materialoberfläche mit einer Lichtquelle zum Beleuchten der Materialoberfläche, einem ersten Lichtleitweg zum Leiten reflektierten Lichts von der Materialoberfläche zu einem ersten Lichtdetektor und einem zweiten Lichtleitweg zum Leiten reflektierten Lichts von der Materialoberfläche zu einem zweiten Lichtdetektor. Eine Differenzwertberechnungseinrichtung berechnet eine Differenz zwischen einem elektrischen Signal, welches von dem ersten Lichtdetektor ausgegeben wird und einem elektrischen Signal, welches von dem zweiten Lichtdetektor ausgegeben wird. Eine Erkennungseinrichtung ermittelt aus den Daten der Differenzwertberechnungseinrichtung einen Fehler auf der Materialoberfläche.
Aus der JP 093 042 88 A ist eine Fehlerprüfvorrichtung für Metallringe bekannt, die entlang einer kreisförmigen Bahn mehrere Prüfstufen durchlaufen, in denen die Metallringe auf Durchmessergröße, Deformation und andere Schäden, die durch Kameras mittels Bildverarbeitung ermittelt werden, untersucht werden.
Die JP 2002 116 113 A offenbart eine Prüfvorrichtung für einen Riemen eines stufenlos einstellbaren Getriebes, der mit einer Seite auf einer Meßscheibe aufliegt, wobei in einem in Radialrichtung vorbelasteten Zustand des Riemens von der anderen Seiten des Riemens her die Höhe des Riemens von der Meßscheibe aus gemessen wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen zu schaffen, welche eine automatisierte Prüfung von Endflächenfehlern in Metallringen in Verbindung mit dem Erreichen einer verbesserten Prüfeffizienz, hervorragender Genauigkeit und Reproduzierbarkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Eine Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen eines V-Riemens eines stufenlos einstellbaren Getriebes (CVT) umfaßt mindestens zwei Riemenrollen; eine Drehantriebseinrichtung zum Drehen der Rollen und eines Metallrings als Prüfgegenstand, welcher um die Riemenrollen gelegt wird, und zum Liefern einer Umfangsrichtungsbewegung für den Metallring; eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Liefern einer vorbestimmten Spannung für den Metallring, wobei der Abstand der Riemenrollen während der Drehung reguliert wird; einen Fehlerprüfabschnitt zum Prüfen eines Seitenendflächenfehlers auf einer Prüfoberfläche des Metallrings während der Umfangsrichtungsbewegung. Der Fehlerprüfabschnitt umfaßt eine Lichtquelle zum Beleuchten der Prüfoberfläche eines Prüfgegenstands; einen ersten Lichtleitweg zum Leiten reflektierten Lichts von der Prüfoberfläche zu einem ersten Lichtdetektor und einen zweiten Lichtleitweg zum Leiten des reflektierten Lichts zu einem zweiten Lichtdetektor; eine Differenzwert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Differenzwerts zwischen einem elektrischen Signal, welches von dem ersten Lichtdetektor ausgegeben wird, oder einem elektrischen Signal, welches mit dem elektrischen Signal davon korreliert ist, und einem elektrischen Signal, welches von dem zweiten Lichtdetektor ausgegeben wird, oder einem Signal welches mit dem elektrischen Signal davon korreliert ist; eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Anwesenheit eines Fehlers auf der Prüfoberfläche und zum Vergleichen des Differenzwerts mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und umfaßt ferner eine Winkeländerungseinrichtung zum kontinuierlichen Durchführen eines Winkeländerungsschritts des ersten Lichtleitwegs und des zweiten Lichtleitwegs relativ zu der Prüfoberfläche in einem vorbestimmten Bereich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die Winkeländerungseinrichtung einen Winkeländerungsschritt des ersten Lichtleitwegs und des zweiten Lichtleitwegs relativ zu der Prüfoberfläche entlang eines vorbestimmten Kreisbogens in einem vorbestimmten Bereich kontinuierlich durch; und der Kreisbogen bildet einen Abschnitt eines Kreises, welcher in der Mitte einen Bogen über dem Bereich des Abstands nahe bei der Prüfoberfläche beschreibt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Winkeländerungseinrichtung eine Platte; einen Kreisbogen einer Führungsnut, welcher in der Platte ausgebildet ist; eine Montageplatte zum Durchführen einer hin und her gehenden Bewegung entlang der Führungsnut; wobei der erste Lichtleitweg und der zweite Lichtleitweg mindestens an den Montageplatten montiert sind; und der Kreisbogen der Führungsnut einen Abschnitt eines Kreises bildet, welcher in der Mitte einen Bogen auf Basis eines Lagerungspunkts über dem Bereich des Abstands nahe bei der Prüfoberfläche beschreibt.
Hierbei bezeichnet „der Winkel des ersten Lichtleitwegs und des zweiten Lichtleitwegs relativ zu der Prüfoberfläche" den Winkel der Mittellinie der optischen Achse des ersten Lichtleitwegs und des zweiten Lichtleitwegs sowie der Prüfoberfläche.
Auf Basis der vorliegenden Erfindung wird, wenn Endflächenfehler in den Metallringen durch den Prüfabschnitt festgestellt werden, diese Aufgabe durch eine Winkeländerungseinrichtung erreicht, welche einen Winkeländerungsschritt mindestens für einen ersten Lichtleitweg und einen zweiten Lichtleitweg, welche in dem Fehlerprüfabschnitt aufgenommen sind, relativ zu der Prüfoberfläche in einem vorbestimmten Bereich kontinuierlich durchführt.
Aufgrund der Tatsache, daß dieser automatisierte Änderungsschritt einer Behandlung durch eine manuelle Sichtprüfung entspricht (Behandlung durch vielfältiges Ändern der Sichterkennungsrichtung relativ zu der Endfläche 2a der Metallringe 2) entspricht und ein allgemein übliches Erfassungsverfahren anwendet, welches bei arbeitsaufwendigen Sichtprüfungen durch Ändern des Sichtwinkels zum Erfassen von Fehlern, wie etwa einer Glanzstelle (wenn eine Sichtprüfung durch Ändern des Winkels der Metallringe 2 durchgeführt wird, ist eine Glanzstelle an einer Endfläche 2a einfach zu erfassen), verwendet wird, kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden.
Die oben erwähnte und weitere Aufgaben und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung vollständiger ersichtlich. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Zeichnung lediglich Erläuterungszwecken dient und keine Definition der Grenzen der Erfindung bedeuten soll.
1 ist ein prinzipielles Linienblockdiagramm einer Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen;
2 ist ein prinzipielles Linienblockdiagramm eines Fehlerprüfabschnitts 15;
3 ist ein Blockdiagramm eines Entscheidungsabschnitts 40; die 4A und 4B sind Darstellungen der räumlichen Beziehungen des Fehlerprüfabschnitts 15 und der Metallringe 2;
5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Winkeländerungseinrichtung 60 darstellt; die 6A und 6B sind beispielhafte Übersichtsansichten des Fehlerprüfabschnitts 15; die 7A–7C sind Darstellungen, welche die entsprechende Beziehung zwischen den Drehwinkeln (θ1–θ5) des Fehlerprüfabschnitts 15 und des reflektierten Lichts Pd von der Endfläche 2a der Metallringe 2 darstellen; die 8A–8D sind prinzipielle Darstellungen der Fehlererfassung (im Fall ohne Fehler) in dem Fehlererfassungsabschnitt 15 des Ausführungsbeispiels; die 9A–9D sind prinzipielle Darstellungen der Fehlererfassung (im Fall vorhandener Fehler) in dem Fehlererfassungsabschnitt 15 des Ausführungsbeispiels;
10 ist eine Übersichtsansicht eines CVT-Riemens;
11 ist eine Übersichtsdarstellung des Herstellungsverfahrens des CVT-Riemens 1; und
12 ist eine Darstellung, welche einen Endflächenfehler an einem der Metallringe 2 darstellt.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Verweis auf die Zeichnung genau beschrieben. Ferner sind in der folgenden Beschreibung verschiedener spezieller Details bzw. den Beispielen verschiedener Details numerische Werte oder Zeichenketten und andere Darstellungssymbole lediglich Hinweise zum Verdeutlichen des Prinzips der vorliegenden Erfindung. Demgemäß ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung weder vollständig noch teilweise ausdrücklich auf diese Terminologie zu beschränken.
Ferner wird eine Erläuterung weggelassen, welche Details wohlbekannter Verfahren, wohlbekannter Abläufe, wohlbekannter Architektur, wohlbekannter Schaltungsanordnungen etc. (im folgenden als „Allgemeinwissen" bezeichnet) beschreibt, um eine kurze Erläuterung zu ermöglichen, jedoch wird dieses Allgemeinwissen weder vollständig noch teilweise absichtlich ausgeschlossen. Daher ist relevantes Allgemeinwissen, welches Fachkundigen zur Zeit der Einreichung der vorliegenden Erfindung bereits bekannt ist, natürlicherweise in der folgenden Beschreibung eingeschlossen.
1 ist ein prinzipielles Linienblockdiagramm einer Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen. Eine Fehlerprüfvorrichtung 10 für Metallring-Endflächen umfaßt eine Festpositions-Antriebsrolle 12, welche durch einen Motor 11 (Drehantriebseinrichtung) zum Umfangsrichtungsantrieb der Metallringe drehend angetrieben wird, eine Abtriebsrolle 13 mit veränderlicher Position, welche getrennt in der gleichen Drehebene wie die Antriebsrolle 12 angeordnet ist, eine Last 14 (Spannungserzeugungseinrichtung), welche eine vorbestimmte Masse (beispielsweise 80 kg) aufweist, und einen Fehlerprüfabschnitt 15. Außer der Antriebsrolle 12 und der Abtriebsrolle 13 kann eine bzw. eine Vielzahl zusätzlicher Führungsrollen vorhanden sein, jedoch ist die erforderliche minimale Anzahl von Rollen zwei: die Antriebsrolle 12 und die Abtriebsrolle 13. Die Beschreibung von „mindestens zwei Rollen" in der obigen Zusammenfassung der Erfindung verweist auf diese erforderliche minimale Anzahl von Riemenrollen.
Wenn die Metallringe 2, welche Prüfgegenstände sind, geprüft werden, wird zuerst die Abtriebsrolle 13 bei einer Anfangsposition (siehe Position „b" auf der Strichpunktlinie) angeordnet. Danach werden die Metallringe 2 um die zwei Rollen (die Antriebsrolle 12 und die Abtriebsrolle 13) gelegt. Als nächstes wird die erwünschte Spannung durch Einrichten einer Last 14, welche die Abtriebsrolle 13 drängt, auf die Metallringe 2 übertragen. Sodann wird in dem Zustand eines Betriebs des Motors 11 zum Umfangsrichtungsantrieb der Ringe, welcher bewirkt, daß sich die Metallringe 2 in einer Richtung (der Richtung des Pfeils „C") drehen, eine Endflächenprüfung der geeigneten Metallringe 2 unter Verwendung des Fehlerprüfabschnitts 15 durchgeführt.
2 ist ein prinzipielles Linienblockdiagramm des Fehlerprüfabschnitts 15. Gemäß dieser Zeichnung umfaßt der Fehlerprüfabschnitt 15 mindestens zwei optische Sensorabschnitte 20 und 30 (im folgenden als „optischer Prüfabschnitt 20 des Systems A" und „optischer Prüfabschnitt 30 des Systems B" oder einfach als „System A 20" und „System B 30" bezeichnet) und einen Entscheidungsabschnitt 40. Der Grund für das Umfassen von „mindestens zwei" der optischen Sensorabschnitte 20 und 30 wird später beschrieben.
Das System A 20 und das System B 30 weisen die gleiche Anordnung auf. Die Anordnung des Systems A 20 (das System B 30) umfaßt nämlich zwei optische Fasern 22 und 23 (32 und 33) zur Beleuchtung für den Zweck, das Licht von einer Lichtquelle 21 (31) in parallelem Verlauf zu einer Prüfoberfläche (einer Endfläche 2a der Metallringe 2) eines Prüfgegenstands (der Metallringe 2) zu leiten; eine optische Faser 24 (34) zur Lichtaufnahme, welche zwischen den optischen Fasern 22 und 23 (32 und 33) eingefügt ist; und Lichtdetektoren 25 (35), welche das reflektierte Licht Pa (Pb) (Lichtaufnahmeintensität) von einer Prüfoberfläche, welches mit den optischen Fasern 24 (34) zur Lichtaufnahme geleitet wird, in ein elektrisches Signal Sa (Sb) umwandeln. Die optische Faser 24 zur Lichtaufnahme bildet „einen ersten Lichtleitweg", welcher zuvor in der Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung erwähnt wurde, und einen Lichtdetektor 25, welcher „einen ersten Lichtdetektor" bildet, welcher gleichfalls in der obigen Zusammenfassung erwähnt wurde. Ferner bildet die optische Faser 34 zur Lichtaufnahme „einen zweiten Lichtleitweg", und ein Lichtdetektor 35 bildet „einen zweiten Lichtdetektor", welche beide in der Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung erwähnt wurden.
Der Entscheidungsabschnitt 40 entscheidet, ob ein Fehler auf einer Prüfoberfläche der Metallringe 2 vorliegt oder nicht, auf Basis des elektrischen Signals Sa, welches von dem Lichtdetektor 25 des Systems A 20 ausgegeben wird, und des elektrischen Signals Sb, welches von dem Lichtdetektor 35 des Systems B 30 ausgegeben wird. Das Grundprinzip betrifft „die Intensität des Lichts, welches in die zwei Lichtdetektoren 25 (35) eintritt, welche im wesentlichen aus der gleichen Intensität zusammengesetzt ist, wenn eine Prüfoberfläche keinen Fehler enthält, und verschieden ist, wenn ein Fehler vorhanden ist". Ferner „wird der Differenzwert der elektrischen Signale Sa und Sb, welche von den zwei Lichtdetektoren 25 (35) ausgegeben werden, gewonnen. Wenn dieser Differenzwert größer ist, weist dies darauf hin, daß eine Prüfoberfläche einen Fehler enthält, und wird erkannt.
Anders ausgedrückt, ist, wenn eine Prüfoberfläche des Metallrings 2 keinen Fehler aufweist, die Prüfoberfläche eine glatte Oberfläche, und das Licht von den optischen Fasern 22 und 23 (32 und 33) zur Beleuchtung wird im Hinblick darauf, daß diese glatt ist, gleichmäßig reflektiert, und eine diffuse Reflexion wird kaum erzeugt. Demgemäß ist die Intensität des Lichts, welches in die Lichtdetektoren 25 (35) eintritt, aus der geeigneten Stärke und im wesentlichen der gleichen Menge zusammengesetzt. In diesem Fall wird der Differenzwert der elektrischen Signale Sa und Sb praktisch auf „0" (null) gesetzt.
Demgegenüber wird, wenn eine Prüfoberfläche der Metallringe 2 einen Fehler aufweist, das Licht von den optischen Fasern 22 und 23 (32 und 33) an der fehlerhaften Stelle diffus reflektiert. Somit nimmt die Intensität des Lichts, welches durch die optische Faser 24 (34) zur Lichtaufnahme zu den Lichtdetektoren 25 (35) geleitet wird, lediglich um die Stärke der diffusen Reflexion ab. In diesem Fall ist der Abstand des Systems A 20 und des Systems B 30 lediglich durch eine Entfernung L getrennt. Wenn diese Entfernung L in geeigneter Weise größer als die oben erwähnte Fehlergröße ist, so leitet, wenn die optische Faser zur Beleuchtung eines Systems (beispielsweise die optische Faser 24 zur Lichtaufnahme des Systems A 20) Licht leitet, dessen Stärke durch den Einfluß eines Fehlers vermindert ist, die optische Faser 34 zur Lichtaufnahme (die optische Faser 34 zur Lichtaufnahme des Systems B 30) des Systems auf der anderen Seite Licht, dessen Stärke nicht vermindert ist (nämlich eine intensive reflektierte Lichtstärke von einer glatten Oberfläche ohne Fehler). Infolgedessen wird in diesem Fall aufgrund der Tatsache, daß das elektrische Sa kleiner (<) als das elektrische Signal Sb wird, der Differenzwert deutlich größer, verglichen mit dem oben erwähnten normalen Zustand (Sa = Sb).
Das oben erwähnte Prinzip kann angewandt werden gemäß „wenn die elektrischen Signale Sa und Sb von den zwei Lichtdetektoren 25 (35) ausgegeben werden, wird die Differenz der Werte berechnet, und eine größere Differenz weist darauf hin, daß eine Prüfoberfläche einen Fehler aufweist, welcher erkannt werden kann".
Der Grund dafür, daß mindestens zwei Systeme (das System A 20, das System B 30) erforderlich sind, ist folgender: auf Basis der oben erwähnten prinzipiellen Erläuterung stellt, wenn eine Prüfoberfläche keinen Fehler enthält, das elektrische Signal Sa (bzw. Sb), welches von einem der Systeme ausgegeben wird, einen „größeren Wert" dar. Folglich stellt, wenn eine Prüfoberfläche einen Fehler enthält, während ein System reflektiertes Licht (wobei die Lichtstärke lediglich um den Prozentsatz der diffusen Reflexion vermindert ist) von einem Fehler aufnimmt, das elektrische Signal Sa (bzw. Sb), welches von diesem System ausgegeben wird, einen „kleineren Wert" dar.
Gemäß dem oben erwähnten Prinzip ist eine Entscheidung durch Erkennen dieser „größeren Werte" und „kleineren Werte" möglich. In praktischer Hinsicht ist dies jedoch schwierig, und eine einheitliche Bestimmung dieser Werte ist nicht zu erwarten. Dies ist der Fall, weil die gesamte Oberfläche, welche die Endflächen der Metallringe 2 umfaßt, welche in einem CVT-Riemen und speziell als Prüfgegenstand verwendet werden, in den meisten Fällen als Ergebnis der Nitrierbehandlung glanzlos wird (matte Oberflächenbeschaffenheit). Ferner treten aufgrund der Tatsache, daß der Trübungsgrad nicht für jedes Produkt (bzw. jede Produktionsmenge) normiert ist, Schwankungen des „größeren Werts" des elektrischen Signals Sa (bzw. Sb) auf, welcher als Bezugswert für normale Entscheidungsvorgänge dient. Der optische Sensorabschnitt ist mit „mindestens zwei Systemen" eingerichtet, und wenn der „Differenzwert" des elektrischen Signals Sa (bzw. Sb), welches aus diesen Systemen ausgegeben wird, berechnet wird, wird der Einfluß der oben erwähnten Schwankungen eliminiert. Somit können einheitliche Entscheidungen verwirklicht werden und praktisch verwendet werden.
3 ist ein Blockdiagramm eines Entscheidungsabschnitts 40. Gemäß dieser Zeichnung nun umfaßt die Anordnung des Entscheidungsabschnitts 40 einen Verstärker 41 für das System A, einen Verstärker 42 für das System B, eine AGC-Schaltung (AGC: automatic gain control = automatische Verstärkungsregelung) 43 für das System A, eine AGC-Schaltung 44 für das System B, einen Differenzberechnungsabschnitt 45 (Differenzwert- Berechnungseinrichtung), einen Entscheidungsabschnitt 46 (Erkennungseinrichtung) eines oberen Schwellenwerts, einen Entscheidungsabschnitt 47 (Erkennungseinrichtung) eines unteren Schwellenwerts und einen Alarmsignalerzeugungsabschnitt 48.
Der Verstärker 41 für das System A verstärkt das elektrische Signal Sa, welches von dem Lichtdetektor 25 des Systems A ausgegeben wird, und eine Schwankungsregelung des Verstärkungsfaktors wird durch die Ausgabe der AGC-Schaltung 43 für das System A durchgeführt. Die AGC-Schaltung 43 für das System A umfaßt ein Tiefpaßfilter 49, welches lediglich eine niederfrequente Komponente extrahiert, welche in dem kontinuierlichen Strom der Ausgangssignale des Verstärkers 41 für das System A und eines Differenzverstärkers 50, welcher die AGC-Spannung der Stärke, welche der Differenz zwischen der Ausgabe des Tiefpaßfilters 49 und einer vorbestimmten Bezugsspannung REF1 entspricht, erzeugt, enthalten ist. Der Verstärker 41 für das System A verstärkt das elektrische Signal Sa um den Verstärkungsfaktor, welcher dieser AGC-Spannung entspricht. Der Zweck dieser AGC-Spannung ist, die „Schwankungen" der niederfrequenten Komponente (welche in Verbindung mit der „Oberflächentrübung" der Metallringe 2 erzeugt werden), welche in dem elektrischen Signal Sa enthalten sind, zu beseitigen.
Wie der oben erwähnte Verstärker 41 für das System A verstärkt der Verstärker 42 des Systems B das elektrische Signal Sb, welches von dem Lichtdetektor 35 ausgegeben wird, für das System B, und eine Schwankungsregelung des Verstärkungsfaktors wird durch die Ausgabe der AGC-Schaltung 44 für das System B durchgeführt. Die AGC-Schaltung 44 für das System B umfaßt ein Tiefpaßfilter 51, welches lediglich eine niederfrequente Komponente extrahiert, welche in einem kontinuierlichen Strom der Ausgangssignale des Verstärkers 42 für das System B und eines Differenzverstärkers 52, welcher die AGC-Spannung der Stärke erzeugt, welche der Differenz zwischen der Ausgabe des Tief paßfilters 51 und einer vorbestimmten Bezugsspannung REF1 entspricht, enthalten ist. Der Verstärker 42 für das System B verstärkt das elektrische Signal Sb um den Verstärkungsfaktor, welcher dieser AGC-Spannung entspricht. Der Zweck dieser AGC-Spannung ist der gleiche wie der oben erwähnte, welcher darin besteht, „Schwankungen" der niederfrequenten Komponente, welche in dem elektrischen Signal Sb enthalten sind, zu beseitigen.
Der Differenzberechnungsabschnitt 45 berechnet einen Differenzwert Sd zwischen einem elektrischen Signal Sa_41, welches von dem Verstärker 41 für das System A ausgegeben wird, und einem elektrischen Signal Sb_42, welches von dem Verstärker 42 für das System B ausgegeben wird.
Der Entscheidungsabschnitt 46 für einen oberen Schwellenwert vergleicht den Differenzwert Sd, welcher in dem Differenzberechnungsabschnitt 45 berechnet wird, mit einem vorbestimmten oberen Schwellenwert SL_H und gibt ein oberes Bestimmungsergebnissignal Sc_H aus, welches aktiv wird, wenn Sd größer als SL_H (SD > SL_H) ist. Der Entscheidungsabschnitt 47 für einen unteren Schwellenwert vergleicht den gleichen Differenzwert Sd, mit einem vorbestimmten unteren Schwellenwert SL_L und gibt ein unteres Bestimmungsergebnissignal Sc_L aus, welches aktiv wird, wenn Sd größer als SL_L (SD > SL_L) ist. Ferner gibt der Alarmsignalerzeugungsabschnitt 48 ein Alarmsignal ALM aus, welches auf eine Fehlererfassung auf einer Prüfoberfläche hinweist, wenn eines dieser zwei Bestimmungsergebnissignale (Sc_H, Sc_L) aktiv wird.
Hierbei ist es, wie oben erwähnt, die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, „die Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen, welche eine automatische Prüfung von Endflächenfehlern an Metallringen 2 gemeinsam mit dem Erreichen einer verbesserten Prüfeffizienz, hervorragender Genauigkeit und Reproduzierbarkeit ermöglicht", welche erläutert wird, zu schaffen.
Oberflächenfehler an den Metallringen 2 werden nicht nur auf einer Endfläche 2a erzeugt, sondern auch auf den Umfangsflächen dieser Ringe. Die Breiten der inneren und der äußeren Umfangsoberfläche sind, verglichen mit der Breite der Endfläche 2a (einer Vielzahl geschichtet angeordneter dünner Metallringe mit einer Dicke von etwa 0,2 mm) viel größer als diese. Durch getrenntes Verwenden von mindestens zwei optischen Sensorabschnitten 20 und 30 und direktes Ausrichten auf diese innere und äußere Umfangsoberfläche in einer vordefinierten minimalen Entfernung ist eine Fehlererfassung der inneren und der äußeren Umfangsoberfläche praktisch durchführbar.
In dem Fall der Endfläche 2a ist diese Anordnung (mindestens zwei optische Sensorabschnitte 20 und 30, welche aufrecht angeordnet sind und in einer vorbestimmten minimalen Entfernung direkt auf die Seitenendfläche 2a ausgerichtet sind) jedoch einfach ungenügend, und eine geeignetere Gestaltung ist von wesentlicher Bedeutung.
Das Folgende ist eine Beschreibung einer beispielhaften Fehlerprüfung, welche durch Sichtbeobachtung durchgeführt wird. Bei einer Fehlerprüfung einer Endfläche 2a durch Sichtbeobachtung wird die Endfläche 2a direkt betrachtet oder mit einer Lupe (Vergrößerungsglas) vergrößert, und der Fabrikarbeiter entscheidet, daß Fehler vorliegen, wenn veränderliche Umfangsglanzstellen erfaßt werden. Die Erfassung von Glanzstellen ist jedoch kein einfaches Verfahren. Dies ist hauptsächlich deswegen der Fall, weil die Breite einer Endfläche 2a sehr schmal ist (diese ist als äußerst dünne, bloße Linie von lediglich etwa 0,2 mm zu sehen). Aus diesem Grund müssen Fabrikarbeiter die feinen Glanzunterschiede in sämtlichen Richtungen durch vielfältiges Ändern der Sichterkennungsrichtung relativ zu der Endfläche 2a der Metallringe erfassen. Die Anwesenheit eines Fehlers wird sodann durch diese Person auf Basis des Sichterkennungsergebnisses entschieden.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird bei einer derartigen Sichtprüfung eine herkömmliche Praxis angewandt (wenn eine Sichtprüfung durch Andern des Winkels der Metallringe 2 durchgeführt wird, ist eine Glanzstelle auf einer Endfläche 2a einfach zu erfassen) und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst. „Die Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen ermöglicht" nämlich „eine automatische Prüfung von Endflächenfehlern bei Metallringen 2 gemeinsam mit dem Erreichen einer verbesserten Prüfeffizienz, hervorragender Genauigkeit und Reproduzierbarkeit".
Die 4A und 4B sind Darstellungen der räumlichen Beziehungen des Fehlerprüfabschnitts 15 und der Metallringe 2. Ferner ist diese Darstellung (4A) eine Darstellung gemäß Betrachtung aus der Richtung des Pfeils „d" in 2.
Bei dem Fehlerprüfabschnitt 15 wird eine hin und her gehende Bewegung (eine wechselnde Bewegung rückwärts und vorwärts) dadurch ermöglicht, daß der Kreisbogengestalt einer Winkeländerungseinrichtung 60 gefolgt wird. Ein Prüflicht Pc (die optischen Fasern 22 und 23 (32 und 33) zur Beleuchtung in 2) wird von dem Fehlerprüfabschnitt 15 ausgestrahlt, trifft unter verschiedenen „Winkeln" relativ zu den Endflächen 2a der Metallringe 2a auf (beleuchtet diese) und folgt der Bewegung des Fehlerprüfabschnitts 15. Dieser Winkel entspricht „dem Winkel des ersten Lichtleitwegs und des zweiten Lichtleitwegs relativ zu einer Prüfoberfläche", welcher in der obigen Zusammenfassung der Erfindung erwähnt wird.
Beispielsweise bezeichnen die Winkel θ1–θ5 in 4A den Repräsentationswinkel für jedes Prüflicht Pc in mehreren Bewegungszonen des Fehlerprüfabschnitts 15. Wie in 4B dargestellt, stellen diese Winkel θ1–θ5 ferner den Winkel θ der Mittellinie D der optischen Achse der optischen Faser 24 zur Lichtaufnahme (erster Lichtleitweg) und der optischen Faser 34 zur Lichtaufnahme (zweiter Lichtleitweg) in Verbindung mit der Endfläche 2a (Prüfoberfläche) der Metallringe 2 dar.
Hierbei ist unter der Voraussetzung, daß der Winkel θ3 ein Bezugswinkel ist, welcher eine vertikale Richtung relativ zu der Endfläche 2a definiert, der Winkel θ2 eine quantifizierbare Größe, welche in Richtung des Uhrzeigersinns größer als der Bezugswinkel θ3 ist, wie auch der Winkel θ1 eine quantifizierbare Größe ist, welche in Richtung des Uhrzeigersinns noch größer als der Winkel θ2 ist. Ferner ist der Winkel θ4 eine quantifizierbare Größe, welche in Richtung des Gegenuhrzeigersinns größer als der Bezugswinkel θ3 ist, wie auch der Winkel θ5 eine quantifizierbare Größe ist, welche in Richtung des Gegenuhrzeigersinns noch größer als der Winkel θ4 ist.
Somit kann die allgemeine Praxis bei der oben erwähnten Sichtprüfung durch Versehen des Fehlerprüfabschnitts 15 mit der Kreisbogengestalt der Winkeländerungseinrichtung 60, wodurch eine hin und her gehende Bewegung ermöglicht wird, und durch kontinuierliches Abwandeln (Ändern) des Prüflichts Pc von diesem Fehlerprüfabschnitt 15 zwischen den Winkeln θ1–θ5 an diese Anordnung angepaßt werden. „Wenn eine Sichtprüfung durch Andern des Winkels der Metallringe 2 durchgeführt wird, ist eine Glanzstelle auf einer Endfläche 2a" nämlich „einfach zu erfassen". Als direktes Ergebnis des Durchführens einer hin und her gehenden Bewegung des Fehlerprüfabschnitts 15 entlang dem Kreisbogen der Winkeländerungseinrichtung 60 können automatisierte Endflächenprüfungen erreicht werden, wobei die erforderliche Effizienz aufrechterhalten wird. Dies wird durch Schätzen der Menge des reflektierten Lichts Pd von der Endflä che 2a unter verschiedenen Winkeln (Bereich θ1–θ5) mittels des Fehlerprüfabschnitts 15 geschickt erreicht.
5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Winkeländerungseinrichtung 60 darstellt. Eine Platte 61 ist geeignet aufgebohrt, um die gleiche Krümmung eines Kreisbogens einer Führungsnut 62 wie bei der oben erwähnten Winkeländerungseinrichtung 60 auszubilden. Diese Führungsnut 62 weist mindestens eine Länge auf, welche eine Verschiebung der oben erwähnten Winkel θ1–θ5 ermöglicht. Eine Kreisbogenoberfläche 63 ist an dem Rand (dem inneren Rand in der Darstellung) in einer Richtung der inneren Oberfläche der Führungsnut 62 ausgebildet. Eine gezahnte Oberfläche 64 ist an dem stirnseitigen Rand (dem Außenseitenrand in der Darstellung) ausgebildet, welcher sich über den gesamten Bereich davon von Ende zu Ende fortsetzt. Der Fehlerprüfabschnitt 15 ist mit einem Zahnrad 65, welches mit der gezahnten Oberfläche 64 ineinandergreift, einer Rolle 66, welche frei an der Kreisbogenoberfläche 63 rollt, und einem Zapfen 67, welcher als Winkelverschiebungs-Drehachse (Verschiebung der Winkel θ1–θ5) des Fehlerprüfabschnitts 15 dient (welcher einem Drehzapfen entspricht, welcher sich „über dem Abstand nahe bei der Prüfoberfläche" befindet, welcher in der Zusammenfassung der Erfindung erwähnt wird), versehen. Dieser Drehzapfen 67 ist in ein Loch 68, welches in der Platte 61 ausgebildet ist, eingesetzt und dreht sich frei darin. Hierbei ist der Kreisbogen der Führungsnut 62 ein Abschnitt eines Kreises, welcher in der Mitte einen Kreisbogen auf Basis eines Lagerungspunkts (beispielsweise des Zapfens 67) über dem Abstand nahe bei einer Endfläche 2a (Prüfoberfläche) der Metallringe 2 beschreibt.
Die 6A und 6B sind beispielhafte Übersichtsansichten des Fehlerprüfabschnitts 15. Gemäß der Zeichnung weist der Fehlerprüfabschnitt 15 eine Montageplatte 69, einen Motor 70 zur Fehlerprüfungs-Winkelverschiebung, die Rolle 66, den Zapfen 67 und das Zahnrad 65, welches durch den Motor 70 zur Fehlerprüfungs-Winkelverschiebung gedreht wird, auf, wobei diese an der gleichen Montageplatte 69 angebracht sind. Ferner ist an der Montageplatte 69 die Anordnung (sowohl die optischen Sensorabschnitte 20 und 30 als auch der Entscheidungsabschnitt 30) in 2 montiert.
Ferner ist bei der Übersichtsansicht von 6, obgleich die optischen Sensorabschnitte 20 und 30 gemeinsam mit dem Entscheidungsabschnitt 40 an der Montageplatte 69 montiert sind, die Erfindung nicht darauf beschränkt. Dies betrifft zumindest das, was notwendig ist, um die optischen Fasern 24 und 34 zur Lichtaufnahme (den ersten und den zweiten Lichtleitweg) zum Leiten des reflektierten Lichts von der Endfläche 2a (Prüfoberfläche) der Metallringe 2 zu den Lichtdetektoren 25 und 35 zu leiten.
Bei der oben erwähnten Anordnung dreht sich das Zahnrad 65, wenn der Motor 70 zur Winkelverschiebung in dem Fehlerprüfabschnitt 15 betrieben wird. Dieses Zahnrad 65 bewegt sich gemäß der Führungsnut 62 in Verfolgung dieser geführten Bewegung daran entlang, und die linke Seite (die Seite, an welcher das Zahnrad 65 montiert ist) des Fehlerprüfabschnitts 15 läuft entlang der Führungsnut 62. In diesem Stadium wird aufgrund der Tatsache, daß die rechte Endseite des Fehlerprüfabschnitts 15 durch die Platte 61 mit dem sich frei drehenden Zapfen 67 gelagert ist, der Fehlerprüfabschnitt 15 in einem Winkelbereich θ1–θ5 auf dem Umkreis der Drehachse (des Lagerungspunkts des Zapfens 67) entsprechend der Drehung des Motors 70 zur Winkelverschiebung in dem Fehlerprüfabschnitt 15 allmählich frei verschoben.
Demgemäß kann die allgemeine Praxis bei der oben erwähnten Sichtprüfung an diese Anordnung angepaßt werden. „Wenn eine Sichtprüfung durch Ändern des Winkels der Metallringe 2 durchgeführt wird, ist eine Glanzstelle auf einer Endfläche 2a" nämlich „einfach zu erfassen".
Die 7A–7C sind Darstellungen, welche die entsprechende Beziehung zwischen den Drehwinkeln θ1–θ5 des Fehlerprüfabschnitts 15 und dem reflektiertem Licht Pd von der Endfläche 2a der Metallringe 2 darstellen. 7A zeigt eine Darstellung, wobei sich die Drehposition des Fehlerprüfabschnitts 15 bei dem Bezugswinkel θ3 befindet. In diesem Fall wird das reflektierte Licht Pd an der gesamten Endfläche 2a im wesentlichen vertikal reflektiert. Dabei liegen keine Fehler (keine Unvollkommenheiten) vor. Es sei bemerkt, daß die Nitridschicht nicht fehlt, jedoch vorausgesetzt wird, daß sich die Endfläche 2 in einem glanzlosen Zustand befindet. Das reflektierte Licht Pa und Pb (Lichtaufnahmeintensität) des Fehlerprüfabschnitts 15 wird in dem Fall aus Bequemlichkeitsgründen mit „X" gleichgesetzt.
7B zeigt eine Darstellung, wobei sich die Drehposition des Fehlerprüfabschnitts 15 in ähnlicher Weise bei dem Bezugswinkel θ3 befindet. Der Unterschied in 7A besteht darin, daß ein Abschnitt der Endfläche 2a einen Fehler 2b enthält. Ferner nimmt in 7B wie in 7A, obgleich das reflektierte Licht Pd an der gesamten Endfläche 2a im wesentlichen vertikal reflektiert wird, die Reflexionsintensität des Abschnitts des Fehlers 2b gegenüber der Reflexionsintensität des fehlerfreien Abschnitts den Wert „Y" an, welcher größer als „X" ist. Dies ist wegen der Anwesenheit eines Abschnitts eines Glanzfehlers 2b der Fall, wobei ein intensives Licht reflektiert wird.
7C zeigt eine Darstellung, wobei sich die Drehposition des Fehlerprüfabschnitts 15 bei einer anderen Position als dem Bezugswinkel θ3 befindet. Beispielsweise sei angenommen, daß dies der Winkel θ4 ist und der Abschnitt des Fehlers 2b der Endfläche 2a wie oben enthalten ist. Dieser Fehler 2b ist diagonal nahe bei dem Eckabschnitt der Endfläche 2a ausgebildet.
Hierbei weist, wenn der Winkel θ4 im wesentlichen in einer vertikalen Richtung zu der Oberfläche des Fehlers 2b verläuft, das reflektierte Licht Pd in diesem Fall die Reflexionsintensität des Abschnitts des Fehlers 2b auf, welche den Wert Y annimmt, welcher größer als Z ist, im Gegensatz zu der Reflexionsintensität Z (Z < X) eines schwächeren fehlerfreien Abschnitts. Dies ist wie bei 7B wegen der Anwesenheit eines Abschnitts eines Glanzfehlers 2b der Fall, wobei ein intensives Licht reflektiert wird. Ferner ist der Grund dafür, daß Z < X, daß ein großer Teil des reflektierten Lichts gemäß dem Reflexionsgesetz (Einfallswinkel = Reflexionswinkel = θ4) nicht zu dem Fehlerprüfabschnitt 15 zurückkehrt.
Die 8A–8D und 9A–9D sind prinzipielle Darstellungen der Fehlererfassung in dem Fehlerprüfabschnitt 15 des Ausführungsbeispiels. In 8 nehmen, wenn die Endfläche 2a der Metallringe 2 keinen Fehler aufweist (siehe 7A), das reflektierte Licht Pa des Systems A und das reflektierte Licht Pb des Systems B Werte (siehe die Buchstaben „e" in 8A und „f" in 8B) an, wobei beide „0" (null) überschreiten, in Entsprechung zu X von 7A. In diesem Fall nehmen aufgrund der Tatsache, daß die Signalniveaus im wesentlichen gleich sind, die beiden Differenzwerte Sd praktisch den Wert „0" (null) an (siehe den Buchstaben „g" in 8C). Demgemäß wird aufgrund der Tatsache, daß die Differenzwerte Sd die Schwellenwerte SL_H und SL_L nicht überschreiten, das Alarmsignal ALM nicht erzeugt (siehe den Buchstaben „h" in 8D).
Umgekehrt wird, wie in 9 dargestellt, wenn die Endfläche 2a der Metallringe 2 einen Fehler aufweist (siehe 7B und 7C), eine Differenz, welche X und Y in 7B oder Z und Y in 7C entspricht (siehe die Buchstaben „i" in 9A und „j" in 9B), des reflektierten Lichts Pa des Systems A 20 und des reflektierten Lichts Pb des Systems B 30 (Lichtaufnahmeintensität) erzeugt.
In diesem Fall überschreiten die Differenzwerte Sd aufgrund der Tatsache, daß die beiden Differenzwerte Sd bei einem fehlerhaften Abschnitt bedeutende von „0" (null) verschiedene Werte darstellen (siehe die Buchstaben „k" und „l" in 9C), infolgedessen die Schwellenwerte SL_H und SL_L. Bei diesem fehlerhaften Abschnitt wird ein Alarmsignal ALM erzeugt (siehe 9D).
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine automatisierte Drehbewegung des Fehlerprüfabschnitts 15 gleichzeitig durchgeführt, wenn der Fehlerprüfabschnitt 15 ferner eine Erfassungsverarbeitung durchführt (siehe die 8 und 9). Speziell wird, wenn durch den Fehlerprüfabschnitt eine Verschiebung in zwei Richtungen in einem Winkelbereich von θ1 bis θ5 auf dem Umkreis der Drehachse (des Lagerungspunkts des Zapfens 67) durchgeführt wird, welche der Drehung des Motors 70 zur Winkelverschiebung in dem Fehlerprüfabschnitt 15 entspricht, während dieser Periode die oben erwähnte Erfassungsverarbeitung (siehe die 8 und 9) gleichzeitig ausgeführt. Daher wird ein automatisiertes Prüfverfahren durch Anpassen der allgemeinen Praxis bei Endflächenprüfungen durch herkömmliche Sichtbeobachtung verwirklicht, denn „wenn eine Sichtprüfung durch Ändern des Winkels der Metallringe 2 erfolgt, ist eine Glanzstelle auf einer Endfläche 2a" nämlich „einfach zu erfassen", und ebenso werden eine verbesserte Prüfeffizienz, hervorragende Genauigkeit und Reproduzierbarkeit erreicht.
Ferner ist dies, obgleich die vorliegende Erfindung geeignet gestaltet ist, um eine hin und her gehende Bewegung des Fehlerprüfabschnitts 15 in einem vorbestimmten Winkelbereich θ1–θ5 auf dem Umkreis des Lagerungspunkts des Zapfens 67 durchzuführen, welche der Drehung des Motors 70 zur Winkelverschiebung in dem Fehlerprüfabschnitt 15 entspricht, lediglich ein funktionierendes Beispiel der Arbeitsweise davon und schließt eine andere äquivalente Struktur nicht aus. Demgemäß wird Licht aus verschiedenen Richtungen auf die Endfläche 2a der Metallringe 2 abgestrahlt, und ferner ermöglicht die Anordnung, daß reflektiertes Licht von der Endfläche 2a für jede dieser Ausrichtungen aufgenommen wird und eine Fehlerprüfung durchgeführt werden kann. Wenn eine andere Anordnung diese Merkmale umfaßt, ist eine verbesserte Gestaltung akzeptabel.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist, obgleich der Winkel des „Abstrahlungslichts" relativ zu der Endfläche 2a der Metallringe 2 gleichfalls gemäß der Positionsbewegung (der Bewegung der Winkel θ1–θ5 des Fehlerprüfabschnitts 15 geändert wird, die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Notwendig ist mindestens, in der Lage zu sein, das reflektierte Licht von der Endfläche 2a der Metallringe 2 in dem Winkelbereich θ1–θ5 kontinuierlich in den Fehlerprüfabschnitt 15 einzulassen. Beispielsweise wird der Winkel des Abstrahlungslichts für die Endfläche 2a der Metallringe 2 als fester Wert festgelegt (wie etwa den oben beschriebenen Bezugswinkel θ3).
Obgleich die vorliegende Erfindung unter Verweis auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, soll die Erfindung durch keine der Einzelheiten in der Beschreibung beschränkt werden, sondern umfaßt sämtliche Ausführungsbeispie le, welche unter den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Fehlerprüfvorrichtung (10) für Metallring-Endflächen eines V-Riemens eines stufenlos einstellbaren Getriebes, umfassend: mindestens zwei Riemenrollen (12, 13); eine Drehantriebseinrichtung (11) zum Drehen der Rollen und eines Metallrings (2) als Prüfgegenstand, welcher um die Riemenrollen (12, 13) gelegt wird, und zum Liefern einer Umfangsrichtungsbewegung für den Metallring (2); eine Spannungserzeugungseinrichtung (14) zum Liefern einer vorbestimmten Spannung für den Metallring (2), wobei der Abstand der Riemenrollen (12, 13) während der Drehung reguliert wird; einen Fehlerprüfabschnitt (15) zum Prüfen eines Seitenendflächenfehlers auf einer Prüfoberfläche des Metallrings während der Umfangsrichtungsbewegung; wobei der Fehlerprüfabschnitt (15) umfaßt: eine Lichtquelle (21, 31) zum Beleuchten der Prüfoberfläche eines Prüfgegenstands; einen ersten Lichtleitweg (24) zum Leiten reflektierten Lichts von der Prüfoberfläche zu einem ersten Lichtdetektor (25) und einen zweiten Lichtleitweg (34) zum Leiten des reflektierten Lichts zu einem zweiten Lichtdetektor (35); eine Differenzwert-Berechnungseinrichtung (45) zum Berechnen eines Differenzwerts zwischen einem elektrischen Signal, welches von dem ersten Lichtdetektor (25) ausgegeben wird, oder einem elektrischen Signal, welches mit dem elektrischen Signal davon korreliert ist, und einem elektrischen Signal, welches von dem zweiten Lichtdetektor (35) ausgegeben wird, oder einem Signal welches mit dem elektrischen Signal davon korreliert ist; eine Erkennungseinrichtung (46, 47) zum Erkennen der Anwesenheit eines Fehlers auf der Prüfoberfläche und zum Vergleichen des Differenzwerts mit einem vorbestimmten Schwellenwert (SL_H, SL_L); und ferner umfassend: eine Winkeländerungseinrichtung (60) zum kontinuierlichen Durchführen eines Winkeländerungsschritts des ersten Lichtleitwegs (24) und des zweiten Lichtleitwegs (34) relativ zu der Prüfoberfläche in einem vorbestimmten Bereich.
Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkeländerungseinrichtung (60) einen Winkeländerungsschritt des ersten Lichtleitwegs (24) und des zweiten Lichtleitwegs (34) relativ zu der Prüfoberfläche in einem vorbestimmten Bereich entlang eines vorbestimmten Kreisbogens kontinuierlich durchführt; und der vorbestimmte Kreisbogen einen Abschnitt eines Kreises bildet, welcher in der Mitte einen Bogen über dem Bereich des Abstands nahe bei der Prüfoberfläche beschreibt.
Fehlerprüfvorrichtung für Metallring-Endflächen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkeländerungseinrichtung (60) umfaßt: eine Platte (61); einen Kreisbogen einer Führungsnut (62), welcher in der Platte (61) ausgebildet ist; eine Montageplatte (69) zum Durchführen einer hin und her gehenden Bewegung entlang der Führungsnut (62); wobei mindestens der erste Lichtleitweg (24) und der zweite Lichtleitweg (34) an der Montageplatte (69) montiert sind; und der Kreisbogen der Führungsnut (62) einen Abschnitt eines Kreises bildet, welcher in der Mitte einen Bogen auf Basis eines Lagerungspunkts über dem Bereich des Abstands nahe bei der Prüfoberfläche beschreibt.