DE1276914B

DE1276914B - Device for rolling balls held stationary in a scanning device

Info

Publication number: DE1276914B
Application number: DEV29848A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Brany
Original assignee: VYZKUMNY USTAV STROJIRENSKE TECHNOLOGIE A EKONOMIKY
Current assignee: VYZKUMNY USTAV STROJIRENSKE TECHNOLOGIE A EKONOMIKY
Priority date: 1964-12-01
Filing date: 1965-11-26
Publication date: 1968-09-05

Description

Vorrichtung zum Abwälzen von ortsfest in einer Abtastvorrichtung gehaltenen Kugeln Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abwälzen von ortsfest in einer Abtastvorrichtung zwischen Abwälzscheiben gehaltenen Kugeln, von denen eine ortsfest gelagerte Abwälzscheibe (Steuerscheibe) auf der einen Kugelseite die Abwälzbewegung derart beeinflußt, das eine kontinuierliche Abtastbahn aus etwa kreisförmigen, sich in zwei Polen schneidenden Linien entsteht. Eine solche Vorrichtung eignet sich zum Prüfen der Oberfläche, der Form oder der Güte der Oberflächenschicht von Kugeln mit dem Ziel, nicht entsprechende Kugeln auszuscheiden, oder auch für die Oberflächenbehandlung solcher Kugeln. In erster Linie ist die Vorrichtung für Kugellagerkugeln bestimmt.Device for rolling held stationary in a scanning device Balls The invention relates to a device for rolling from stationary balls held in a scanning device between rolling disks, of which a stationary rolling disk (control disk) on one side of the ball Rolling motion influenced in such a way that a continuous scanning path of approximately circular, lines intersecting in two poles arise. Such a device is suitable to check the surface, the shape or the quality of the surface layer of Balls with the aim of eliminating balls that do not match, or for those Surface treatment of such balls. First and foremost, the device is for ball bearing balls certainly.

Während eines derartigen Abwälzens müssen alle Punkte der Kugel fortlaufend eine Kontrollstelle durchlaufen. Hierfür hat sich die erwähnte Abtastbahn als besonders geeignet erwiesen, die ein Meridiansystem von kontrollierten Punkten darstellt. Zur Erzeugung eines solchen Meridiansystems ist es bekannt, die Kugeln durch zwei koaxiale Kegelseheiben anzutreiben, wobei der Rotationsbewegung der einen mit Bezug auf die Rotationsbewegung der anderen periodisch eine Beschleunigung und Verzögerung erteilt wird. Zur Erzeugung der überlagerten Schwingungsbewegung benötigt man ein exzentrisches Gestänge. Bei anderen bekannten Verfahren wird die grundsätzliche Rotationsbewegung der Antriebselemente mit einer ungleichmäßigen Axialbewegung kombiniert. Oder die Rotationsbewegung der Kugeln wird von einer Axialbewegung eines verschiebbaren rotierenden Zylinders abgeleitet, entlang dessen Oberfläche sich die Kugeln abwälzen. Es ist ferner bekannt, die Drehachse des Antriebselements ihrerseits rotieren zu lassen. Bei einer anderen Vorrichtung greifen vier Antriebselemente an der Kugel an, um die Rotationsachse der Kugel ändern zu können. During such rolling, all points of the ball must be continuous go through a control point. The aforementioned scanning path has proven to be special for this purpose proved suitable, which represents a meridian system of controlled points. To generate such a meridian system, it is known to divide the spheres by two coaxial conical pulleys to drive, with the rotational movement of the one with reference periodic acceleration and deceleration on the rotational movement of the other is granted. To generate the superimposed vibratory movement, one needs a eccentric linkage. In other known methods, the basic Rotational movement of the drive elements combined with an uneven axial movement. Or the rotational movement of the balls is caused by an axial movement of a sliding one Rotating cylinder derived, along the surface of which the balls roll. It is also known to rotate the axis of rotation of the drive element in turn permit. In another device, four drive elements grip the ball to change the axis of rotation of the sphere.

Des weiteren ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Kugel auf einem Ringsitz aufliegt und von einem Zylinder größeren Durchmessers gedreht wird, der gleichzeitig axial hin- und herbewegt wird.Furthermore, a device is known in which the ball on a Ring seat rests and is rotated by a cylinder of larger diameter, the is moved axially back and forth at the same time.

Die bekannten Konstruktionen haben einen oder mehrere der nachstehenden Nachteile. Die Abtastbahn verläuft in den meisten Fällen so, daß nicht alle Punkte der Kugel mit Sicherheit abgetastet werden. The known constructions have one or more of the following Disadvantage. In most cases, the scanning path runs in such a way that not all points the sphere can be scanned with certainty.

Insbesondere entstehen bei Kugeln größeren Durchmessers, bei denen zwecks richtiger Kontrolle eine große Zahl von Meridianen abgetastet werden muß, auch bei sehr genauer Steuerung unzulässig große unkontrollierte Stellen, sogenannte Polkappen. Bei einem Abwälzelement, das außer der grundlegenden Rotationsbewegung noch eine zusätzliche Relativ- bewegung ausführt, insbesondere eine axiale Hin-und Herbewegung, benötigt man zu dessen Beschleunigung und Verzögerung eine erhebliche Energie, bei hoher Frequenz sogar den überwiegenden Teil der ganzen Antriebsenergie. Dies führt außerdem zu einer schnellen Abnutzung dieses Elements, einer Verschlechterung der geometrischen Verhältnisse der Abwälzvorrichtung und so wiederum zur Bildung von Polkappen. Außerdem erfordert die Erzeugung der zusätzlichen Relativbewegung einen komplizierten Antrieb. Da die geometrische Kupplung der eigentlichen Antriebselemente von vielen Komponenten abhängig ist, sind die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit sowie an die Einstellung ungemein groß.In particular, larger diameter balls arise in which a large number of meridians must be scanned for correct control, even with very precise control, impermissibly large uncontrolled areas, so-called Polar caps. In the case of a rolling element that apart from the basic rotational movement an additional relative Movement executes, in particular an axial back and forth A considerable amount of movement is required to accelerate and decelerate it Energy, at high frequency even the major part of the entire drive energy. It also leads to rapid wear and tear of this element, deterioration the geometric relationships of the rolling device and so in turn for the formation of polar caps. It also requires the generation of the additional relative movement a complicated drive. Because the geometric coupling of the actual drive elements depends on many components, are the requirements for manufacturing accuracy as well as the setting immensely.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abwälzvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die gewünschte Abtastbahn mit geringem baulichem Aufwand erzielt wird und ohne daß das Antriebselement beschleunigt oder verzögert werden müßte. The invention is based on the object of a rolling device specify the type described above, in which the desired scanning path with little structural effort is achieved and without the drive element accelerating or would have to be delayed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsfläche der Steuerscheibe in der Weise von einer Rotationsfläche abweicht, daß sich der Kontaktpunkt zwischen Kugel und Scheibe im Raum in einer auch die Steuerscheibenachse enhaltenden Ebene periodisch mit der Abwälzbewegung hin und her verlagert. This object is achieved according to the invention in that the work surface the control disc deviates from a rotational surface in such a way that the Contact point between ball and disk in space in one also the control disk axis containing level periodically shifted back and forth with the rolling movement.

Bei dieser Konstruktion führt das Antriebselement lediglich eine gleichförmige Rotationsbewegung aus, so daß der Einfluß der Beharrungskräfte sich nur während des Anlaufens der Kugel äußert und nicht bei jeder Umdrehung. Der Verlauf der Abtastbahn ergibt ein genaues und in einem Durchgang erzieltes, gesetz mäßiges Meridiansystem, bei dem keine Polkappen vorhanden sind. Der Verlauf der Abtastbahn ist ausschließlich durch die Arbeitsfläche der Steuerscheibe, also eines sehr einfachen Bauelements, vorgegeben. Daß dies mit einer einfachen Steuerscheibe möglich ist, beruht auf der Tatsache, daß der Kontaktpunkt zwischen Kugel und Scheibe - im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen - im Raum hin und her verlagert wird. Infolge des einfachen Aufbaus und der einfachen Form der benötigten Elemente lassen sich hohe Geschwindigkeiten bei der Kontrolle erzielen. In this construction, the drive element only leads one uniform rotational movement, so that the influence of the inertia forces itself only expresses itself during the approach of the ball and not with every revolution. The history the scanning path results in an exact and lawful one achieved in one pass Meridian system in which there are no polar caps. The course of the scanning path is exclusively through the working surface of the control disk, so a very simple one Component, specified. That this is possible with a simple control disc, is based on the fact that the point of contact between the ball and disk - in contrast to the known constructions - is shifted back and forth in the room. As a result of the simple structure and the simple shape of the required elements can be high Achieve control speeds.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Arbeitsfläche der Steuerscheibe einen solchen Verlauf hat, daß die Verlagerung des Kontaktpunktes sinusförmig erfolgt. It is particularly advantageous if the working surface of the control disk has such a course that the displacement of the contact point is sinusoidal.

Auf diese Weise ergibt sich ein sehr gleichmäßiger Verlauf, der ziemlic genau den gewünschten Meridianbahnen entspricht.In this way, the result is a very even course, which is quite a bit corresponds exactly to the desired meridional paths.

Die Erfindung sowie bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 den Einfluß der periodischen Änderung der Kontaktpunkte eines der Stützelemente auf die Bewegung der angetriebenen Kugel, deren Mittelpunkt stets dieselbe Lage einnimmt, F i g. 2 a bis 2f den Weg der einzelnen Punkte der Kugeloberfläche unter die Kontrollstelle, F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Abwälzen der Kugeln in Draufsicht, F i g. 4 dieselbe Anordnung in Seitenansicht, F i g. 5 eine Ausbildung der Steuerscheibe als Ausschnitt eines Kernes eines zylindrischen Ringes, F i g. 6 eine andere ähnliche Ausbildung, F i g. 7 schematisch eine Steuerscheibe im Aufriß, F i g. S dieselbe Steuerscheibe im Grundriß, F i g. 9 eine Steuerscheibe mit einer Arbeitsfläche, Fig. 10 dieselbe Steuerscheibe in Seitenansicht, Fig. 11 eine Steuerscheibe mit zwei Arbeitsflächen, Fig. 12 die entsprechende Seitenansicht, F i g. 13 eine Steuerscheibe mit einer Arbeitsfläche und einer Hilfskegelfläche, Fig. 14a bis 14 h die einzelnen Phasen des Verdrehens der Kugel jeweils um 450 mit angedeuteten Kontaktpunkten zwischen der Kugel und der Steuerscheibe mit einer einzigen Arbeitsfläche, F i g. 15 der entfaltete Mantel dieser Steuerscheibe mit angedeuteten Linien, auf welchen die Kontaktpunkte der Kugel mit der Steuerscheibe liegen, F i g. 16 a bis 16 h die einzelnen Phasen des Verdrehens der Kugel jeweils um 450 mit angedeuteten Kontaktpunkten zwischen der Kugel und einer Steuerscheibe mit zwei Arbeitsflächen und Fig. 17 den entfalteten Mantel dieser Steuerscheibe. The invention as well as preferred embodiments are described in connection explained in more detail with the drawings. It shows Fig. 1 the influence of the periodic Change of contact points of one of the support elements on the movement of the driven Sphere whose center always occupies the same position, F i g. 2a to 2f the way of the individual points of the spherical surface under the control point, F i g. 3 a schematic representation of an arrangement for rolling the balls in plan view, F i g. 4 shows the same arrangement in side view, FIG. 5 an embodiment of the control disk as a section of a core of a cylindrical ring, F i g. 6 another similar one Training, F i g. 7 schematically shows a control disk in elevation, FIG. S same Control disk in plan, F i g. 9 a control disk with a work surface, FIG. 10 shows the same control disk in side view, FIG. 11 shows a control disk two work surfaces, FIG. 12 the corresponding side view, FIG. 13 a control disk with a work surface and an auxiliary conical surface, Fig. 14a to 14h the individual Phases of twisting the ball by 450 each with indicated contact points between the ball and the control disk with a single working surface, F i g. 15 the unfolded jacket of this control disk with indicated lines on which the Contact points of the ball with the control disk lie, F i g. 16 a to 16 h the individual Phases of twisting the ball by 450 each with indicated contact points between the ball and a control disk with two working surfaces and Fig. 17 the unfolded Coat of this control disk.

Eine Kugel 4 (F i g. 1), deren Mittelpunkt stets an derselben Stelle bleibt, steht in Kontakt mit einer Steuerscheibe 1. Die Steuerscheibe 1 ist auf einer Welle drehbar gelagert. Die Kugel 4 ist durch mehrere Stützelemente abgestützt, von denen in F i g. 3 die Stützelemente 5 und 6 angedeutet sind. Die Steuerscheibe bewegt sich derart, daß ihr Kontaktpunkt periodisch von der Stelle 101 über Stelle 102 und 103 in die Stelle 104 gelangt, von wo sie wieder zurück zur Stelle 105 kommt, die mit der Stelle 101 identisch ist. So, wie sich der Kontaktpunkt der Kugel 4 und der Steuerscheibe 1 ändert, ändert sich auch die Lage der Rotationsachse 3 der Kugel 4. Falls die Steuerscheibe 1 mit der Kugel 4 an der Stelle 101 in Kontakt steht, dann entspricht während der Rotation der Punkt A1 der Scheibe 1 dem Punkt A1, der Kugel 4. A ball 4 (Fig. 1), the center of which is always in the same place remains, is in contact with a control disk 1. The control disk 1 is open rotatably mounted on a shaft. The ball 4 is supported by several support elements, of those in FIG. 3 the support elements 5 and 6 are indicated. The control disk moves so that its point of contact periodically from point 101 to point 102 and 103 arrives at point 104, from where it comes back to point 105, which is identical to digit 101. Just as the point of contact of the ball 4 and the control disk 1 changes, the position of the axis of rotation 3 also changes Ball 4. If the control disk 1 is in contact with the ball 4 at point 101 stands, then point A1 of disk 1 corresponds to the point during the rotation A1, the ball 4.

Bei einer weiteren Verdrehung der Steuerscheibe 1 kommt der Kontaktpunkt in die Stelle 102. In diesem Punkt entspricht der Punkt B1' der Kugel 4 dem Punkt B, der Steuerscheibe 1. An der Stelle 103 entspricht der Punkt Cr der Scheibe 1 dem Punkt Cm'der Kugel 4 und schließlich entspricht an der Stellel04 der Punkt der Steuerscheibe 1 dem Punkt D,' der Kugel4, so daß der PunktAt'der Kugel 4 binnen einer Umdrehung der Steuerscheibe 1 in den Punkt A2, gelangt. So wiederholt sich die Drehbewegung fortwährend, und alle Punkte der Oberfläche der Kugel 4 gelangen fortlaufend zu einer Kontrollstelle, z. B. einem Kontrollkopf 12. Alle Kontaktpunkte der Steuerscheibe 1 mit der Kugel 4 bilden eine Kurve, die im wesentlichen eine Sinusdiode ist, wobei die Entfernung des jeweiligen Anfangs A und Endes C (F i g. 2 a) dem Abstand zweier Meridiane am Äquator entspricht. Diese Entfernung hängt vom Neigungswinkel der Steuerscheibe 1 gegenüber einer zu ihrer Drehachse (F i g. 3) senkrechten Ebene ab.The contact point comes when the control disk 1 is rotated further to point 102. At this point, point B1 'of ball 4 corresponds to the point B, of control disk 1. At point 103, point Cr corresponds to disk 1 the point Cm 'of the ball 4 and finally the point corresponds to the Stellel04 Control disk 1 the point D, 'of the ball 4, so that the point At' of the ball 4 inside one revolution of the control disk 1 in the point A2 arrives. So it repeats the rotary movement continues, and all points of the surface of the ball 4 arrive continuously to a control point, e.g. B. a control head 12. All contact points the control disk 1 with the ball 4 form a curve that is essentially a Is sine diode, where the distance of the respective beginning A and end C (F i g. 2 a) corresponds to the distance between two meridians at the equator. This distance depends from the angle of inclination of the control disk 1 with respect to its axis of rotation (F i g. 3) vertical plane.

Während der ersten halben Umdrehung der Kugel4 kommen unter die Kontrollstelle Punkte der Kugel, die eine Kurve ABC (F i g. 2 a) bilden, die Meridian genannt wird. Während der weiteren halben Umdrehungen der Kugel 4 ändert sich die Lage der Rotationsachse 3 der Kugel 4. Die Kugel 4 dreht sich durch die Wirkung der Steuerscheibe 1, so daß unter die Kontrollstelle fortlaufend Punkte kommen, die auf der Verbindungslinie CDE (F i g. 2b), ferner EFG (Fig. 2c), GHI (Fig. 2d), IJK (Fig. 2e), KLM (F ig. 2f) usw. liegen, so daß nach Vollbringen der betreffenden Zahl von Drehungen ein ganzes Meridiansystem gebildet und die Kugel kontrolliert ist In Fig. 2d ist ein sich bildender Pol 0 ersichtlich. During the first half turn of the ball4 come under the control point Points on the sphere that form a curve ABC (Fig. 2a) called the meridian. During the further half revolutions of the ball 4, the position of the axis of rotation changes 3 of the ball 4. The ball 4 rotates through the action of the control disk 1, see above that under the control point there are continuously points that are on the connecting line CDE (Fig. 2b), also EFG (Fig. 2c), GHI (Fig. 2d), IJK (Fig. 2e), KLM (Fig. 2f), etc., so that after the relevant number of rotations has been completed, a entire meridian system formed and the sphere is controlled. In Fig. 2d is a forming pole 0 can be seen.

Die Anordnung zum Abwälzen von Kugeln ist derart ausgeführt, daß die Lage der kontrollierten Kugel 4 (Fig. 3) durch das Stützelement 5 oder das Stützelement 6 bestimmt ist, von denen jeweils eines in Funktionsabhängigkeit von der Lage der Steuerscheibe 1 steht, ferner durch eine Antriebsscheibe 7, eine Stützscheibe 12 und die Steuerscheibe 1. Die Stützelemente 5, 6 können z. B. als Scheiben, Rollen u. ä. ausgebildet werden. Die Lage der Kugel 4 kann auch derart festgelegt werden, daß anstatt der Stützelemente 5, 6 und der Stützrolle 12 die Kugel 4 lediglich durch zwei Stützelemente, wie z. B. Scheiben oder Rollen, abgestützt wird, deren Stützflächen gegeneinander schräg gestellt sind. Die Antriebsrolle 7 kann z. B. eine Zylinderform haben. Die Steuerscheibe 1 nach F i g. 3 ist als Ausschnitt des Kerns eines zylindrischen Ringes 14 ausgebildet, der durch Rotation der kontrollierten Kugel 4 um die Drehachse der Steuerscheibe 1 (F i g. 5) entsteht. Der aufgewickelte Umfang dieses Ausschnittes bildet eine oder mehrere Kurven, die im wesentlichen Sinusoiden sind. Für größere Kugeln, z. B. vom Durchmesser 10 mm an, ist es vorteilhaft, den Schnitt durch einen schrägen Schnitt durch den Kern des zylindrischen Ringes so zu bilden (F i g. 5), daß der aufgewickelte Umfang eine Sinusoide bildet. Für kleinere Kugeldurchmesser ist es vorteilhaft, den Schnitt durch den Kern des zylindrischen Ringes so zu führen, daß der aufgewickelte Umfang mehr Sinusoiden bildet, z. B. zwei Sinusoiden (F i g. 6). Der Schnitt besitzt bei dieser Ausführung z. B. die Form eines Bogens, einer S-Kurve od. dgl. Der Durchmesser des zylindrischen Ringes wird so gewählt, daß die durch einen Schnitt seines Kernes gebildete Scheibe so groß ist, daß sie flir eine Kugeldrehung gleichfalls eine Umdrehung bzw. bei zwei oder mehr Kugeldrehungen nur eine Umdrehung ausführt. Der erste Fall ist für Kugeln größeren Durchmessers, der zweite für kleinere Kugeln, d. h. mit einem Durchmesser unter 10 mm geeignet. Die Steuerscheibe 1 ist auf einem Kopf 2 (F i g. 7, 8) befestigt, der in einem nicht dargestellten Lager gelagert ist. Der Kopf 2 mit der Steuerscheibe 1 ist für verschiedene Größen von kontrollierten Kugeln auswechselbar. Die Steuerscheibe 1, die Stützrolle 12 und die Antriebsrolle 7 sind so angeordnet, daß eines dieser Elemente als Druckelement wirkt, die restlichen sind Stützelemente. Bei der Ausführung gemäß Fig.3 und 4 ist das Antriebselement die Rolle7, es ist jedoch möglich, als Antriebselement auch die Steuerscheibe 1 vorzusehen. The arrangement for rolling balls is designed such that the position of the controlled ball 4 (Fig. 3) by the support element 5 or the support element 6 is determined, one of which in each case depends on the function of the location of the Control disk 1 stands, furthermore through a drive disk 7, a support disk 12 and the control disk 1. The support elements 5, 6 can, for. B. as discs, rollers and the like. The position of the ball 4 can also be determined in such a way that that instead of the support elements 5, 6 and the support roller 12, the ball 4 only through two support elements, such as. B. discs or rollers is supported, the support surfaces are inclined against each other. The drive roller 7 can, for. B. a cylindrical shape to have. The control disk 1 according to FIG. 3 is a section of the core of a cylindrical Ring 14 formed by rotating the controlled ball 4 about the axis of rotation the control disk 1 (FIG. 5) arises. The coiled circumference of this section forms one or more curves that are essentially sinusoids. For bigger ones Balls, e.g. B. from a diameter of 10 mm, it is advantageous to cut through a oblique cut through the core of the cylindrical ring so to form (Fig. 5), that the wound up Circumference forms a sinusoid. For smaller ones Ball diameter it is advantageous to cut through the core of the cylindrical To guide the ring so that the wound circumference forms more sinusoids, e.g. B. two sinusoids (Fig. 6). The cut has in this embodiment, for. B. the Shape of an arc, an S-curve or the like. The diameter of the cylindrical ring is chosen so that the disc formed by a cut of its core so it is great that for one turn of the ball it is also one turn or for two or more turns of the ball only performs one turn. The first case is for bullets larger diameter, the second for smaller balls, d. H. with a diameter suitable under 10 mm. The control disk 1 is attached to a head 2 (Fig. 7, 8), which is stored in a warehouse, not shown. The head 2 with the control disk 1 is interchangeable for different sizes of controlled balls. The control disk 1, the support roller 12 and the drive roller 7 are arranged so that one of these Elements acts as a pressure element, the rest are support elements. When executing according to Figure 3 and 4, the drive element is the roller 7, but it is possible as The control disk 1 is also to be provided as a drive element.

Beim Anfang der Kontrolle wird das Antriebselement, z. B. die Antriebsrolle 7, durch einen nicht dargestellten Elektromotor od. dgl. in Rotationsbewegung versetzt. Die Steuerscheibe 1 und die Antriebsrolle 7 stehen in einer etwas kleineren Entfernung voneinander als der Durchmesser der kontrollierten Kugel 4. Die Stützelemente 5 und 6 sind feststehend, und die Stützrolle 12 befindet sich an der Kontrollstelle. Sobald die kontrollierte Kugel 4 aus dem nicht dargestellten Vorratsbehälter zur Kontrollstelle zwischen die Stützelemente 5, 6 gebracht wird, stützt sie sich gleichzeitig gegen die Stützrolle 12, und durch Wirkung der sich drehenden Antriebsrolle 7 beginnt sie sich zu drehen. Darauf nähert sich der kontrollierten Kugel 4 die Steuerscheibe 1, die auf sie mit einer Andrückkraft zu wirken beginnt, wodurch die Kugel 4 in Drehbewegung versetzt wird. Das Andrückelement, das z. B. die Steuerscheibe 1 oder die Antriebsscheibe 7 sein kann, muß eine so große Kraft ausüben, daß das durch die Reibungskomponente erzeugte Kraftmoment das gyroskopische Moment der rotierenden Kugel überwindet. Die Seitenwände der Steuerscheibe 1 sind parallel und gegen die zur Drehachse 8 senkrechte Ebene unter dem Winkel a geneigt. Die Größe des Winkels oc beeinflußt umgekehrt proportional die Meridianzahl an der Kugel 4. At the beginning of the control, the drive element, z. B. the drive roller 7, by an electric motor (not shown) or the like. Set in rotation. The control disk 1 and the drive roller 7 are at a slightly smaller distance from each other than the diameter of the controlled ball 4. The support elements 5 and 6 are stationary, and the support roller 12 is at the control point. As soon as the controlled ball 4 from the reservoir, not shown, to Control point is brought between the support elements 5, 6, it is supported at the same time against the support roller 12, and by the action of the rotating drive roller 7 begins to spin them. The control disk then approaches the controlled ball 4 1, which begins to act on it with a pressing force, making the ball 4 in Rotary movement is offset. The pressure element, which z. B. the control disc 1 or the drive pulley 7 can be, must exert such a great force that the through the frictional component created the moment of force the gyroscopic moment of the rotating Ball overcomes. The side walls of the control disk 1 are parallel and against the to the axis of rotation 8 perpendicular plane inclined at the angle a. The size of the angle oc has an inversely proportional influence on the number of meridians on ball 4.

Je größer a ist, desto geringer ist die Zahl der Meridiane.The larger a is, the smaller the number of meridians.

Die Steuerscheibe 21 gemäß F i g. 9 und 10 besitzt Seitenwände 27a und 27b und einen Mantel mit der Arbeitsfläche 22. Die Steuerscheibe 21 ist auf einer Welle 23 befestigt, die drehbar gelagert ist. Die Arbeitsfläche 22 der Steuerscheibe 21 (Fig. 14 a bis 14 h) ist dauernd in Kontakt mit der abgewälzten Kugel 24. Zwecks besserer Vorstellung der Form der Arbeitsfläche 22 wird die durch die Drehachse 28 der Steuerscheibe 21 und durch den Mittelpunkt 35 der Kugel 24 führende Ebene als Grundebene bezeichnet. The control disk 21 according to FIG. 9 and 10 has side walls 27a and 27b and a jacket with the working surface 22. The control disk 21 is on attached to a shaft 23 which is rotatably supported. The working surface 22 of the control disk 21 (Fig. 14 a to 14 h) is constantly in contact with the rolled ball 24. Purpose better understanding of the shape of the work surface 22 is given by the axis of rotation 28 of the control disk 21 and through the center point 35 of the ball 24 leading plane referred to as the ground plane.

In dieser Grundebene liegen auch die Kontaktpunkte, die für die einzelnen Phasen der Verdrehung der Steuerscheibe 21 jeweils um 450 innerhalb einer Umdrehung mit den Bezugszeichen 201 bis 209 bezeichnet sind. Der Axialschnitt durch die Kugel 24 in der Grundebene ist ein Kreis, der mit dem Aufriß der Kugel 24 übereinstimmt und als erzeugender Kreis 32 bezeichnet wird (F i g. 14 a bis 14h). Die Tangenten zum erzeugenden Kreis 32 an der Kontaktstelle werden im folgenden als Erzeugungslinien 30 bezeichnet. Die Erzeugungslinien 30 schließen mit der Drehachse 28 der Steuerscheibe 21 den Winkel ß ein.The contact points for the individual are also located in this basic level Phases of the rotation of the control disk 21 each by 450 within one revolution are designated by the reference numerals 201 to 209. The axial section through the sphere 24 in the The base plane is a circle that coincides with the outline of the sphere 24 and is referred to as generating circle 32 (Figs. 14a to 14h). The tangents to the generating circle 32 at the contact point are hereinafter referred to as generating lines 30 designated. The generation lines 30 close with the axis of rotation 28 of the control disk 21 the angle ß.

Durch diese Erzeugungslinien 30, deren Neigung sich kontinuierlich ändert, wird die Arbeitsfläche 22 bestimmt. Diese Neigung kann theoretisch -90 bis + 900 betragen mit Ausnahme der beiden Grenzwerte. Praktische Werte des Winkels ß liegen innerhalb der Grenzen + 600. Der vorteilhafteste Verlauf der Größe des Winkels ß ist sinusförmig.Through this generation lines 30, the inclination of which is continuous changes, the working area 22 is determined. This slope can theoretically be -90 to + 900 with the exception of the two limit values. Practical values of the angle ß lie within the limits + 600. The most advantageous course of the size of the Angle ß is sinusoidal.

Da die Erzeugungslinien 30 Tangenten zum Erzeugungskreis 32 sind, bestimmen sie die Kontaktpunkte 201 bis 209 zwischen diesem Kreis 32 und der Arbeitsfläche 22. Die Kontaktpunkte 201 bis 209 bewegen sich innerhalb einer Umdrehung der Steuerscheibe 21 entlang einem Teil des Erzeugungskreises 32, der durch die Seitenwände 27 a und 27b der Steuerscheibe 21 b begrenzt ist. F i g. 14 a bis 14h zeigen ein Beispiel einer Arbeitsfläche mit einem Neigungswinkel 250 < ß < + +250. Since the generation lines 30 are tangents to the generation circle 32, determine the contact points 201 to 209 between this circle 32 and the work surface 22. The contact points 201 to 209 move within one revolution of the control disk 21 along part of the generating circle 32, which is through the side walls 27 a and 27b of the control disk 21b is limited. F i g. 14a to 14h show an example a work surface with an angle of inclination 250 <ß <+ +250.

In F i g. 14 a ist der Winkel ß gleich Null, der Kontaktpunkt 201 liegt auf der Verbindungslinie des Mittelpunktes 36 der Steuerscheibe 21 mit dem Mittelpunkt 35 der Kugel 24 auf dem Erzeugungskreis 32. In Fig. 14 a, the angle β is equal to zero, the contact point 201 lies on the connecting line of the center point 36 of the control disk 21 with the Center 35 of sphere 24 on generating circle 32.

Beim Drehen der Steuerscheibe 21 wächst der Winkel ß (Fig. 14b), und der jetzt als 202 bezeichnete Kontaktpunkt wird nach links von dieser Verbindungslinie verschoben. Diese Lage entspricht einer Verdrehung der Steuerscheibe 21 um 450. Bei weiterer Verdrehung verschiebt sich der Kontaktpunkt in seine mit 203 bezeichnete linke Grenzlage (F i g. 14 c).When the control disk 21 is rotated, the angle β (FIG. 14b) and the contact point now designated 202 will be to the left of this connecting line postponed. This position corresponds to a rotation of the control disk 21 by 450. With further rotation, the contact point shifts to its designated 203 left border position (Fig. 14 c).

Diese Lage entspricht einer Drehung der Steuerscheibe 21 um 900, und der Winkel ß erreicht sein Maximum, d. h. 250. Bei weiterer Drehung der Steuerscheibe 21 nähert sich der Kontaktpunkt wieder gegen die Verbindungslinie des Mittelpunktes 36 der Steuerscheibe 21 und des Erzeugungskreises 32 und ist mit 204 bezeichnet. Diese Lage entspricht der Drehung der Steuerscheibe 21 über 1350. Der Winkel ß verkleinert sich wieder bis zu einer weiteren Verdrehung der Steuerscheibe 21 um 450, d. h. jetzt schon um 1800 und erreicht wieder den Nullwert.This position corresponds to a rotation of the control disk 21 by 900, and the angle β reaches its maximum, d. H. 250. With further rotation of the control disc 21 the contact point approaches again towards the line connecting the center point 36 of the control disk 21 and of the generating circuit 32 and is denoted by 204. This position corresponds to the rotation of the control disk 21 over 1350. The angle β is reduced again up to a further rotation of the control disk 21 by 450, d. H. now around 1800 and has reached zero again.

Der Kontaktpunkt liegt wieder auf der Verbindungslinie des Mittelpunktes 36 der Steuerscheibe 21 und des Mittelpunktes 35 des Erzeugungskreises 32. Bei weiterer Drehung ändert sich der Sinn des Winkels ß, und sein negativer Wert steigt fortlaufend an, wenn sich der Kontaktpunkt 206 nach rechts von der Verbindungslinie des Mittelpunktes 36 der Steuerscheibe 21 und des Mittelpunktes 35 des Erzeugungskreises 32 bewegt. Fig. 14f entspricht einer Drehung der Steuerscheibe21 um 2250. In Fig. 14g erreicht der Winkel ß seinen maximalen negativen Wert, d. h.The contact point is again on the line connecting the center point 36 of the control disk 21 and the center 35 of the generating circle 32. With further Rotation changes the sense of the angle ß, and its negative value increases continuously on when the contact point 206 is to the right of the line connecting the midpoint 36 of the control disk 21 and the center 35 of the generating circle 32 is moved. FIG. 14f corresponds to a rotation of the control disk 21 by 2250. Reached in FIG. 14g the angle β its maximum negative value, d. H.

--250, und der Kontaktpunkt 207 ist an seiner rechten Umkehrstelle. Diese Lage entspricht einer Drehung der Steuerscheibe 21 um 2700. Bei weiterer Drehung verkleinert sich wieder der absolute Wert des Winkels ß, und der Kontaktpunkt 208, der einer Drehung der Steuerscheibe 21 um 3150 entspricht, kehrt gegen die Verbindungslinie des Mittelpunktes 36 der Steuerscheibe 21 mit dem Mittelpunkt 35 des Erzeugungskreises 32 zurück. Nach Vollendung einer ganzen Umdrehung der Steuerscheibe 21 kehrt der Kontaktpunkt 209 auf der Steuerscheibe 21 in eine mit dem Kontaktpunkt 201 zu Beginn der Drehung gleiche Lage zurück. Der Winkel ß ist wieder gleich Null.--250, and the contact point 207 is at its right reversal point. This position corresponds to a rotation of the control disk 21 by 2700. With further rotation the absolute value of the angle ß decreases again, and the contact point 208, which corresponds to a rotation of the control disk 21 by 3150, reverses against the connecting line of the center point 36 of the control disk 21 with the center point 35 of the generating circle 32 back. After completing a full revolution of the control disk 21, the returns Contact point 209 on the control disk 21 in a with the contact point 201 same position back at the beginning of the rotation. The angle β is again equal to zero.

Die fortlaufende Änderung der Größe des Winkels ß, d. h. des Neigungswinkels der Erzeugungslinien 30, ist aus F i g. 15 ersichtlich, wo gestrichelt die Form der Arbeitsfläche 22 als abgewickelter Mantel der Steuerscheibe 21 dargestellt ist. The continuous change in the size of the angle β, i.e. H. the angle of inclination of generation lines 30 is shown in FIG. 15 can be seen where the dashed line represents the shape the working surface 22 is shown as a developed jacket of the control disk 21.

Im Punkt 201 steht die Erzeugungslinie 30 parallel zu der Achse 28 der Steuerscheibe, so daß der absolute Wert des Winkels ß minimal ist und Null beträgt. At point 201, generation line 30 is parallel to axis 28 the control disk, so that the absolute value of the angle β is minimal and is zero.

Der Maximalwert des Winkels ß in einer Richtung wird im Punkt 203 erreicht, in der anderen Richtung im Punkt 207. An den Erzeugungslinien 30, wo es zu einem Kontakt zwischen dem Erzeugungskreis 32 und der Steuerscheibe bei einer Drehung jeweils um 450 kommt, sind die Kontaktpunkte 201 bis 209 angedeutet. Die Kontaktpunkte bilden im Verlauf des Abwälzens auf der Arbeitsfläche 22 eine Kurve 31, welche die Kontaktstellen zwischen der Steuerscheibe 21 und der Kugel 24 darstellt. Diese Kurve verläuft von einer Seitenwad 27 a zur zweiten Seitenwand 27 b in Abhängigkeit von der Änderung der Lage des Kontaktpunktes zwischen der Steuerscheibe 21 und der Kugel 24. Der Verlauf dieser Kurve 31 auf der gekrümmten Arbeitsfläche 32 ist vorteilhaft sinusförmig.The maximum value of the angle β in one direction is at point 203 reached, in the other direction at point 207. At the generating lines 30, where it to a contact between the generating circuit 32 and the control disk at a Each rotation by 450 comes, the contact points 201 to 209 are indicated. the Contact points form a curve in the course of the rolling on the work surface 22 31, which represents the contact points between the control disk 21 and the ball 24. This curve runs from a side wall 27 a to the second side wall 27 b as a function of the change in the position of the contact point between the control disk 21 and the Ball 24. The course of this curve 31 on the curved work surface 32 is advantageous sinusoidal.

Die gekrümmte Arbeitsfläche 22 (F i g. 15) besitzt zwei Halbwellen entlang des ganzen Umfanges der Steuerscheibe 21. In diesem Fall ist zwischen der Steuerscheibe 21 und der Kugel 24 das Ubersetzungsverhältnis zwischen 1 : 1. Die gekrümmte Arbeitsfläche 22 kann eine beliebige gerade Zahl von Halbwellen haben. In diesem Fall ist zwischen der Steuerscheibe21 und der Kugel 24 das tÇbersetzungsverhältnis 1: n/2, wo n die Zahl der Halbwellen ist. Ein Meridiansystem mit zwei Polen wird immer gebildet, mag die gekrümmte Arbeitsfläche 22 zwei oder eine andere Zahl von Halbwellen haben. The curved working surface 22 (FIG. 15) has two half waves along the entire circumference of the control disk 21. In this case, between the Control disk 21 and the ball 24 the transmission ratio between 1: 1. The curved work surface 22 can have any even number of half waves. In this case the transmission ratio is between the control disk 21 and the ball 24 1: n / 2, where n is the number of half waves. A meridian system with two poles becomes always formed, the curved work surface 22 may be two or some other number of Have half waves.

Die Steuerscheibe kann auch als Doppelscheibe ausgeführt werden (Fig. 11 und 12), wo beide Scheibenteile, die Arbeitsflächen 22 besitzen, durch einen zylindrischen Teil 33 verbunden sind. Beide Arbeitsflächen 21 sind gleich, sie sind gegenseitig vorteilhaft um 1800 versetzt und liegen mit ihrem kleineren Durchmesser einander gegenüber. Jede dieser Arbeitsflächen 22 ist ähnlich wie die in F i g. 15 dargestellte Fläche ausgeführt. Sie besteht gleichfalls aus einer Reihe von Erzeugungslinien 30, die unter dem Winkel ß gegenüber der Achse 28 der Steuerscheibe21 geneigt sind. Ihre Neigung ändert sich kontinuierlich, und der Winkel ß erreicht fortlaufend bei einer Arbeitsfläche Werte größer als 0 bis 900, bei der anderen Arbeitsfläche Werte kleiner als 0 bis 900. Das sind theoretische Werte. Praktische Werte des Winkels ß liegen bei einer Fläche zwischen + 30 und + 600, bei der anderen Fläche zwischen - 30 und - 600. Auch hier gilt, daß der vorteilhafteste Verlauf der Größe des Winkels ß sinusförmig ist. The control disc can also be designed as a double disc (Fig. 11 and 12), where both disc parts, which have work surfaces 22, through a cylindrical part 33 are connected. Both work surfaces 21 are the same, they are mutually advantageous offset by 1800 and lie with their smaller diameter opposite each other. Each of these work surfaces 22 is similar to that in FIG. 15 executed area shown. It also consists of a series of lines of generation 30, which are inclined at the angle β with respect to the axis 28 of the control disk21. Their inclination changes continuously, and the angle ß continuously reaches at one workspace values greater than 0 to 900, with the other workspace values less than 0 to 900. These are theoretical values. Practical values of the angle ß are between + 30 and + 600 for one area and between - 30 and - 600. Here, too, the most advantageous course is the size of the angle ß is sinusoidal.

Fig. 13 zeigt eine andere mögliche Ausführung der Steuerscheibe. Es ist eine Doppelscheibe, deren einer Teil eine Arbeitsfläche 22 besitzt, während der zweite Teil eine Kegelfläche 34 mit einem Scheitelwinkel von 900 aufweist, der für das Abwälzen am vorteilhaftesten ist. Die Kegelfläche 34 wirkt hier als Stützfläche. 13 shows another possible embodiment of the control disk. It is a double disc, one part of which has a work surface 22 while the second part has a conical surface 34 with an apex angle of 900, the is most beneficial for shaving. The conical surface 34 acts here as a support surface.

Das Abwälzverfahren kann in beliebiger Lage der Steuerscheibe 21 beginnen. Es muß somit nicht gerade die in F i g. 14 a oder 16 a dargestellte Lage sein, wo die Drehachse 29 der abgewälzten Kugel 24 parallel mit der Achse 28 der Steuerscheibe 21 ist. The rolling process can take place in any position of the control disk 21 kick off. So it doesn't have to be just the ones shown in FIG. 14 a or 16 a position shown be where the axis of rotation 29 of the rolled ball 24 is parallel with the axis 28 of the Control disk 21 is.

Im Verlauf des Abwälzens drehen sich die Kugel 24 und die Steuerscheibe 21, wodurch sich fortlaufend die Lage des Kontaktpunktes derart ändert, wie bei der früher geschilderten gegenseitigen Bewegung der Steuerscheibe 21 und des Erzeugungskreises 32. Das gegenseitige Abwälzen der als Doppelscheibe ausgebildeten Steuerscheibe 21 und der Kugel 24 ist in Fig. 16 a bis 17b gestrichelt als Eingriff von zwei Kegelscheiben dargestellt, deren geometrische Form veränderlich ist. F i g. 17 zeigt, ähnlich wie F i g. 15, für eine Steuerscheibe mit einer Arbeitsfläche, den Verlauf der Kontaktstellen und der Kugel der Steuerscheibe mit zwei Arbeitsflächen.In the course of rolling, the ball 24 and the control disk rotate 21, which continuously changes the position of the contact point as in the previously described mutual movement of the control disk 21 and the generating circuit 32. The mutual rolling of the control disk designed as a double disk 21 and the ball 24 is shown in dashed lines in FIGS. 16 a to 17 b as engagement of two conical disks shown, the geometric shape of which is changeable. F i g. 17 shows similarly like F i g. 15, for a control disk with a work surface, the course of the contact points and the ball of the control disc with two working surfaces.

Im Laufe des Abwälzens ändert sich die Lage der Achse 28 der Steuerscheibe 21 nicht, es ändert sich jedoch die Neigung der Drehachse 29 der Kugel 24. In the course of rolling, the position of the axis 28 of the control disk changes 21 not, but the inclination of the axis of rotation 29 of the ball 24 changes.

Je größer die Neigung dieser Drehachse29, desto weniger Meridiane werden auf der Kugel 24 gebildet, und umgekehrt. Die Änderung der Neigung der Drehachse 29 und so auch die Zahl der Meridiane beeinflußt der sogenannte Bereichwinkel, der durch den Unterschied der maximalen und minimalen Werte des Winkels ß gegeben ist. Je größer dieser Bereichwinkel (ßmax bis ßmin) ist, desto kleiner ist die Zahl der Meridiane.The greater the inclination of this axis of rotation29, the fewer meridians are formed on the ball 24 and vice versa. The change in the inclination of the axis of rotation 29 and so also the number of meridians influences the so-called range angle, the is given by the difference between the maximum and minimum values of the angle β. The larger this range angle (ßmax to ßmin), the smaller the number of Meridians.

Bei einer Steuerscheibe mit nur einer Arbeitsfläche ist dieser Bereichwinkel gleich dem maximalen Wert des Winkels ß, da der absolute Wert des minimalen Winkels ß gleich Null ist. In the case of a control disk with only one working surface, this is the range angle equal to the maximum value of the angle β, since the absolute value of the minimum angle ß is zero.

Bei einer Steuerscheibe mit zwei Arbeitsflächen ist der Bereichwinkel ebenfalls gleich der Differenz des maximalen und minimalen Wertes des Winkels ß mit dem Unterschied, daß ßmin f. 0. Der Bereichwinkel kann Werte größer als 0 und kleiner als 900 haben. In the case of a control disk with two working surfaces, the range angle is also equal to the difference between the maximum and minimum value of the angle β with the difference that ßmin f. 0. The range angle can values greater than 0 and have less than 900.

Für 50 Meridiane ist z. B. der Bereichwinkel 50 39'.For 50 meridians z. B. the range angle 50 39 '.

Die optimale Zeitspanne für die Kontrolle der Kugeloberfläche hängt von der Zahl der Meridiane ab, deren Bildung und Lage früher geschildert wurde. The optimal length of time for checking the surface of the sphere depends on on the number of meridians whose formation and location were described earlier.

Ein Vorteil der als Doppelscheibe ausgebildeten Steuerscheibe ist, daß die Stützelemente 25, 26 (Fig. 14a) entfallen, wodurch die zum Überwinden der Reibung an den Kontaktstellen der Kugel 24 mit den Stützelementen 25, 26 erforderlichen Energie nicht erforderlich ist, und daß die Doppelscheibe für mehrere Bereiche von Kugeldurchmessern verwendet werden, während bei der einfachen Scheibe für jeden Nennwert des Kugeldurchmessers eine besondere Steuerscheibe vorgesehen werden muß. One advantage of the control disk, which is designed as a double disk, is that the support elements 25, 26 (Fig. 14a) are omitted, whereby the to overcome the Friction at the contact points of the ball 24 with the support elements 25, 26 required Energy is not required and that the double pane for several areas of Ball diameters are used, while with the simple disc for each Nominal value of the ball diameter a special control disc must be provided.

Die Steuerscheibe gemäß den beschriebenen Ausführungen kann leicht mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden, die ganze Anordnung kann robust bemessen werden und ist fähig, im Fall von schadhaften Kugeln, die zur Kontrolle kommen, hohen Beanspruchungen zu widerstehen. Das Einstellen der ganzen Anordnung, die das Abwälzen der Kugel verursacht, ist lediglich durch die geometrischen Eigenschaften der Steuerrolle bestimmt, während das Einstellen der restlichen Elemente, das üblicherweise eine Ursache von Ungenauigkeiten bei den bekannten Abwälzverfahren ist, in keiner Weise die Kinematik des Abwälzens beeinflußt. Steuerscheiben gemäß vorliegender Erfindung können sowohl für die Kontrolle von Kugeln als auch für deren Oberflächenbehandlung oder Reinigung Verwendung finden. The control disk according to the embodiments described can easily can be manufactured with the required accuracy, the whole arrangement can be robust and capable of controlling in the event of defective bullets come to withstand high stresses. Adjusting the whole arrangement, which causes the rolling of the ball is only due to the geometric properties the control role is determined while adjusting the remaining elements, which is usually is a cause of inaccuracies in the known generation processes, in none Way affects the kinematics of the rolling. Control disks according to the present Invention can be used both for the control of balls and for their surface treatment or cleaning use.

Claims

Claims: 1. Device for rolling in a scanning device balls held between rolling disks, one of which is a stationary rolling disk (Control disk) on one side of the ball influences the rolling movement in such a way that a continuous scanning path made up of roughly circular ones that intersect in two poles Lines arises, marked by the fact that the working surface of the control disk (1, 21) deviates from a surface of revolution in such a way that the contact point between the ball (4) and the disc in space in one also the control disc axis (8, 28) containing plane is shifted back and forth periodically with the rolling motion.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by such Course of the working surface of the control disk (1, 21) that the shift of the contact point takes place sinusoidally.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the working surface of the control disk (1) through a section of the core surface a cylindrical ring (14) is formed by rotating the ball (4) around the axis of the control disc (1) is created.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the unwound Perimeter of the work surface forms one or more approximately sinusoidal curves.

5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the working surface (22) of the control disk (21) is determined by generating lines (30) is that change you steplessly- the angle (ß) to the control disc axis of rotation (28) with an angle change of greater than 0 ° and less than +900 and each correspond to the tangent to the generating circle (32). the in the through the respective contact point and the axis of rotation determined section plane of the ball (4) lies.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the control disc (21) consists of two parts, the contact points of which with the ball (4) are in space shift back and forth.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that both Parts of the double disk (21) have the same shape, with their surfaces of smaller diameter facing each other and twisted against each other by 1800.

8. Apparatus according to claim 5, characterized in that non-rotatable with the control disk (21) another generating disk with a conical working surface connected is.

9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that that the developed circumference of the working surface (22) has n half-waves, wherein n is an even number.

Considered publications: German Patent Specifications No. 918 416, 733 713; German Auslegeschriften No. 1,066,365, 1049594; Patent specification No. 19 925 of the Office for Invention and Patents in East Berlin; Austrian U.S. Patent No. 188,924; Swiss Patent No. 380 964; french U.S. Patent No. 1,999; U.S. Patent No. 2,700,889.