DE1573840B1

DE1573840B1 - Drive device for balls to be tested in a test device

Info

Publication number: DE1573840B1
Application number: DE19661573840
Authority: DE
Inventors: Rudolf Diem
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1966-12-24
Filing date: 1966-12-24
Publication date: 1970-07-16

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebs- wird. Weiterhin bereitet auch die Kugelzu- und -abfühvorrichtung für in einer Prüfeinrichtung auf Ober- rung bei einem schnellen automatischen Prüfgerät flächenfehler zu prüfende Kugeln, insbesondere Wälz- Schwierigkeiten.The present invention relates to a drive system. Furthermore, the ball feed and discharge device also prepares for in a test facility on top of a fast automatic test device surface defects to be tested balls, especially rolling difficulties.

lagerkugeln, die gewährleistet, daß die Kugeln so Beim zweiten bekannten Prüfverfahren mit einembearing balls, which ensures that the balls in the second known test method with a

bewegt werden, daß sukzessive die gesamte Ober- 5 meridionalen Abtastsystem besteht die Antriebsvorfläche untersucht werden kann. richtung, d. h. das Abwälzsystem, aus zwei in axialerbe moved so that successively the entire upper meridional scanning system consists of the drive front surface can be examined. direction, d. H. the rolling system, made up of two in an axial direction

Um sicherzustellen, daß die Oberfläche von Kugeln, Richtung hintereinanderliegenden Kegelstümpfen, die insbesondere Wälzlagerkugeln, keinerlei Oberflächen- die Kugeln antreiben, sowie je einer Stütz- und fehler oder Risse aufweist, werden diese nach dem Andrückrolle, die die Kugel in Prüfposition halten, letzten mechanischen Arbeitsgang einer eingehenden io Die beiden kegelförmigen Antriebswalzen rotieren mit Sichtkontrolle unterzogen. Während diese früher in gleicher Drehzahl und gleichsinnig. Während jedoch erster Linie mit dem menschlichen Auge durchgeführt die eine Walze eine gleichmäßige Drehbewegung auswurde, werden für diese Prüfungen heute bereits führt, wird die andere während jeder Umdrehung weitgehend automatische Einrichtungen eingesetzt. durch einen Hebelmechanismus oder ein Modulations-Das Hauptproblem dieser vollautomatischen Prüfver- 15 getriebe beschleunigt und verzögert. Diese zusätzliche fahren besteht dabei darin, zu gewährleisten, daß tat- Bewegung ist durch die Einstellung der Exzentrizität sächlich die gesamte Kugeloberfläche abgetastet wird. des Hebelmechanismus regelbar. Auf diese Weise wird Es sind deshalb für diese Prüfungsverfahren mechani- ein meridionales Abtastsystem geschaffen (tschechisches sehe Einrichtungen erforderlich, die die Kugeln Patent 85197).To ensure that the surface of spheres, direction successive truncated cones that in particular roller bearing balls, no surface whatsoever - the balls drive, as well as one support and one each flaws or cracks, these will be removed after the pressure roller, which hold the ball in the test position, last mechanical work step of an incoming io The two conical drive rollers rotate with it Subject to visual inspection. While this used to be at the same speed and in the same direction. While however primarily carried out with the human eye, a roller was subjected to a uniform rotary motion, are already leading for these exams today, the other will be during each revolution largely automatic facilities are used. by a lever mechanism or a modulation die The main problem with this fully automatic test gearbox accelerates and decelerates. This additional Driving consists in ensuring that movement is actual by setting the eccentricity the entire surface of the sphere is scanned. of the lever mechanism adjustable. That way will A mechanical meridional scanning system has therefore been created for this test procedure (Czech see facilities required that the balls patent 85197).

gegenüber dem abtastenden optischen, elektroinduk- 20 Dieses bekannte System weist den Nachteil auf, tiven oder sonstigen Indikator eine solche Relativ- daß die beiden Antriebswellen sehr genau gelagert bewegung ausführen lassen, daß die Abtastbahn ent- sein müssen und daß die Einstellung eines nach diesem weder einem meridionalen System ähnlich ist System gebauten Automaten bei einer Umstellung auf (s. A b b. 1 der Zeichnung) oder einer von Kugelpol andere Kugelgrößen sehr viel Zeit erfordert. Schließzu Kugelpol verlaufenden Spirale gleicht (s. Abb. 2). 25 lieh ist noch zu erwähnen, daß der Hebelmechanismuscompared to the scanning optical, electroinduc- 20 This known system has the disadvantage tive or other indicator such a relative that the two drive shafts are stored very precisely move that the scanning path must be created and that the setting of one after this neither a meridional system is similar to a system built automaton when converting to (see A b b. 1 of the drawing) or one of Kugelpol different ball sizes requires a lot of time. Lock Spherical pole resembles a spiral (see Fig. 2). 25 borrowed is to be mentioned that the lever mechanism

Zur Erreichung dieses Zieles sind bisher vor allem bzw. das Modulationsgetriebe sehr aufwendig ist. zwei Systeme zur Anwendung gekommen. Beim Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun dieIn order to achieve this goal, the modulation gear has been particularly expensive so far. two systems were used. When the object of the present invention is now

ersten bekannten Verfahren wird die zu prüfende Schaffung einer Antriebsvorrichtung für in einer Prüf-Kugel von zwei Antriebsrollen langsam um eine vorrichtung auf Oberflächenfehler zu prüfende Kugeln, horizontale Achse gedreht, während ein mit mehreren 30 die diese Nachteile der bekannten Systeme nicht Spiegeln ausgerüstetes optisches System mit einer aufweist, d. h. einer Antriebsvorrichtung, die allein Rotationsachse senkrecht zur Drehsachse der Kugel eine solche Bewegung der zu prüfenden Kugel erzeugt, sehr schnell um diese herumrotiert. Das von einer daß die Abtastbahn eines feststehenden Indikators Lichtquelle des optischen Systems ausgehende Strah- einem meridionalen System gleicht, außerdem aus lenbündel wird dabei an einem halbdurchlässigen 35 einfachen Bauelementen aufgebaut und einfach auf Spiegel reflektiert, durchläuft die durchbohrte Welle andere Kugelgrößen einstellbar ist sowie eine einfache des Motors (Tubus), wird dreimal durch an der und leichte Zu- und Abführung der Kugeln gestattet, umlaufenden Haltevorrichtung befestigte Spiegel reflek- Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der vor-The first known method is the creation of a drive device for testing in a test ball of two drive rollers slowly around a device for surface defects to be checked balls, horizontal axis rotated, while one with several 30 does not have these disadvantages of the known systems Having an optical system equipped with a mirror, d. H. a drive device that alone The axis of rotation perpendicular to the axis of rotation of the ball generates such a movement of the ball to be tested, rotated around it very quickly. That of one that the scanning path of a fixed indicator Light source of the optical system outgoing rays - a meridional system compensates, moreover lenbündel is built up on a semi-permeable 35 simple components and simply on Mirror reflects, the pierced shaft passes through other ball sizes is adjustable as well as a simple one of the motor (tube), is allowed three times through the and easy supply and removal of the balls, circumferential holding device attached mirror reflective To solve this task, after the previous

tiert und trifft senkrecht auf die Kugeloberfläche auf. liegenden Erfindung vorgeschlagen, bei einer Antriebs-Der an der Kugeloberfläche reflektierte Lichtstrahl 4° vorrichtung mit zwei zum Antrieb der Kugeln dienendurchläuft den gleichen Weg zurück, passiert den den Antriebswalzen, die zylindrische Mantelflächen halbdurchlässigen Spiegel und wird von einem weiteren besitzen, mit zueinander parallelen Drehachsen in Spiegel schließlich über eine Blende auf eine Fotozelle einem gewissen Abstand nebeneinander angeordnet oder einen Fotovervielfacher zur Einwirkung gebracht sind und gleichsinnig mit konstanter Geschwindigkeit (deutsche Patentschrift 1 041 263). 45 angetrieben werden, den beiden Antriebswalzen gleich-and hits the spherical surface perpendicularly. lying invention proposed in a drive The Light beam 4 ° reflected on the surface of the sphere runs through a device with two serving to drive the spheres the same way back, passes the drive rollers, the cylindrical outer surfaces semitransparent mirror and is owned by another, with axes of rotation in parallel to each other Finally, mirrors are arranged next to one another at a certain distance via a screen on a photocell or a photomultiplier are brought into action and in the same direction at a constant speed (German patent specification 1 041 263). 45 are driven, the two drive rollers

Bei einem Ausführungsbeispiel dieses bekannten zeitig mit der Rotationsbewegung eine axiale Oszilla-Verfahrens werden zum Antrieb der Kugeln dienende tionsbewegung zu erteilen und in an sich bekannter Antriebsrollen mit zylindrischen Mantelflächen be- Weise zwei lose gelagerte Stützrollen, welche die nützt, die mit zueinander parallelen Drehachsen in Kugel in Prüfposition halten, vorzusehen, einem gewissen Abstand nebeneinander angeordnet 5° Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird sind und gleichsinnig und mit konstanter Geschwindig- allein von der aus einfachen Bauelementen aufkeit angetrieben werden, wodurch auch die zu prü- gebauten Antriebsvorrichtung der zu prüfenden Kugel fende Kugel mit einer bestimmten Winkelgeschwindig- zwangsweise eine solche Bewegung erteilt, daß die keit umläuft (Werkstattstechnik und Maschinenbau, Abtastbahn einem meridionalen System gleicht. Damit 48. Jahrgang, Heft 7, Juli 1958, S. 356 bis 360). 55 können die abtastenden Indikatoren fest angeordnetIn one embodiment of this known one at the same time as the rotational movement, an axial oscillating method are used to drive the balls to issue tion movement and in itself known Drive rollers with cylindrical outer surfaces have two loosely mounted support rollers, which the is useful, which hold in the test position with parallel axes of rotation in the ball, to be provided, a certain distance arranged next to each other 5 ° This inventive training is and are in the same direction and at constant speed, based solely on simple components are driven, thereby also the drive device to be built for the ball to be tested fende ball with a certain angular velocity inevitably issued such a movement that the (workshop technology and mechanical engineering, scanning path resembles a meridional system 48th year, issue 7, July 1958, pp. 356 to 360). 55 the scanning indicators can be arranged in a fixed manner

Diese bekannte Antriebsanordnung allein erzeugt werden, ein aufwendiges, ebenfalls umlaufendes Ablediglich eine Rotationsbewegung der Kugel. Um eine tastsystem entfällt. Weiterhin besteht ohne weiteres meridionale Bewegung des Abtaststrahles zu ermög- die Möglichkeit, mehrere Abtastsysteme vorzusehen, liehen, ist es erforderlich, daß das optische System so daß die Kugel z. B. gleichzeitig optisch und elektrozusätzlich eine Rotationsbewegung ausführt, und zwar, 60 induktiv geprüft werden kann. Die Abtastung erfolgt wie bereits erwähnt, mit einer Rotationsachse senk- dabei zweckmäßigerweise an irgendeiner Stelle des recht zur Drehachse der Kugel. Bei diesem bekannten Kugelgroßkreises, der durch die beiden Berührungs-Verfahren müssen also zwei Systeme, nämlich das punkte zwischen der Kugel und den Antriebswalzen mechanische Antriebssystem und das optische Abtast- verläuft. Durch Änderung des Axialhubes der Antriebssystem, eine Rotationsbewegung ausführen. Das be- 65 walzen ist der relative Meridianabstand einstellbar, deutet insgesamt einen sehr großen Aufwand, wobei Nach weiteren Merkmalen der Erfindung wird derThis known drive arrangement can only be generated, a costly, likewise circumferential Abledig a rotational movement of the ball. There is no need for a touch probe. Furthermore, there is no further ado to enable meridional movement of the scanning beam - the possibility of providing several scanning systems, borrowed, it is necessary that the optical system so that the ball z. B. at the same time optically and electrically executes a rotational movement, namely, 60 can be tested inductively. The scanning takes place As already mentioned, lowering with an axis of rotation expediently at any point of the right to the axis of rotation of the ball. In this known great sphere circle, which is created by the two contact methods So two systems have to be implemented, namely the point between the ball and the drive rollers mechanical drive system and the optical scanning runs. By changing the axial stroke of the drive system, perform a rotational movement. When rolling, the relative meridian distance is adjustable, indicates overall a very large effort, according to further features of the invention is the

insbesondere der Aufbau allein des schnell rotierenden Durchmesser der beiden Antriebswalzen so gewählt, optischen Systems sehr umfangreich und kompliziert daß dieser einem ganzzahligen Vielfachen des Durch-in particular the structure of the rapidly rotating diameter of the two drive rollers is chosen so optical system very extensive and complicated that this is an integral multiple of the diameter

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

messers der zu prüfenden Kugel entspricht und der Achsabstand der beiden Antriebswalzen so festgelegt ist, daß die zu prüfende Kugel an zwei Punkten, vorzugsweise unter einem Zentriwinkel von 90°, zur Anlage kommt. Die Oszillationsfrequenz/ beträgtknife corresponds to the ball to be tested and the Center distance of the two drive rollers is set so that the ball to be tested at two points, preferably comes to rest at a central angle of 90 °. The oscillation frequency / is

vorzugsweise -^-, wobei η die Drehzahl der Kugel ist. * Bei einem Zentriwinkel der beiden Kugelberührungspunkte von 90° wird zweckmäßigerweise eine Phasenverschiebung der beiden oszillierenden Achsen von 180° gewählt.preferably - ^ -, where η is the speed of the ball. * With a central angle of the two ball contact points of 90 °, a phase shift of the two oscillating axes of 180 ° is expediently selected.

Die axiale Oszillationsbewegung der Antriebswalzen kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erzeugt werden, daß je eine Stirnseite der beiden Antriebswalzen abgeschrägt wird und gegen einen Festpunkt, der beispielsweise ein handelsübliches Kugellager darstellt, anläuft.The axial oscillatory movement of the drive rollers can according to a further feature of Invention can be generated in that one end face of each of the two drive rollers is beveled and runs against a fixed point, which is, for example, a commercially available ball bearing.

Um das Zu- und Abführen der Kugeln zu ermöglichen, werden die beiden lose gelagerten Stützrollen, die die Kugeln ebenfalls vorzugsweise unter einem Zentriwinkel von 90° berühren, durch einen abhebbaren Hebel, der die Stützrollen gegen die zu prüfende Kugel drückt, gehalten.To enable the balls to be fed in and out, the two loosely mounted support rollers, which also preferably touch the balls at a central angle of 90 °, by a liftable one Lever that presses the support rollers against the ball to be tested, held.

Zur Erläuterung der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung in der A b b. 3 schematisch dargestellt. Die zu prüfende Kugel K wird durch zwei nebeneinanderliegende Antriebswalzen 1 und 2, deren Achsen parallel zueinander sind, angetrieben. Die beiden Antriebswalzen, die gleichsinnig und mit konstanter Geschwindigkeit umlaufen, weisen vorzugsweise einen Durchmesser auf, der einem ganzzahligen Vielfachen des Durchmessers der zu prüfenden Kugel entspricht. Im vorliegenden Fall ist der Durchmesser der Antriebswalzen gleich dem Durchmesser der Kugel gewählt. Weiterhin ist der Achsabstand der Antriebswalzen so festgelegt, daß die Berührungspunkte der zu prüfenden Kugel mit den Walzen einen Zentriwinkel von 90° einschließen. Zwei Stützrollen 3 und 4, die im vorliegenden Beispiel mit kegeliger Mantelfläche versehen und auf einer zu den Achsen der Antriebswalzen parallelen Achse lose gelagert sind und die Kugel ebenfalls unter einem Zentriwinkel von 90° berühren, legen die Lage der Kugel fest. Die Achse der beiden Stützrollen 3 und 4 wird durch einen Hebel 5 gehalten, der unter Vorlast die Stützrollen gegen die zu prüfende Kugel K drückt. Beim Zu- und Abführen der zu prüfenden Kugeln wird dieser Hebel 5 mit den Stützrollen 3 und 4 abgehoben.To explain the invention, an embodiment of the drive device is shown in A b b. 3 shown schematically. The ball to be tested K is driven by two adjacent drive rollers 1 and 2, the axes of which are parallel to one another. The two drive rollers, which rotate in the same direction and at constant speed, preferably have a diameter which corresponds to an integral multiple of the diameter of the ball to be tested. In the present case, the diameter of the drive rollers is chosen to be equal to the diameter of the ball. Furthermore, the center distance of the drive rollers is set so that the points of contact between the ball to be tested and the rollers enclose a central angle of 90 °. Two support rollers 3 and 4, which in the present example have a conical surface and are loosely mounted on an axis parallel to the axes of the drive rollers and also touch the ball at a central angle of 90 °, determine the position of the ball. The axis of the two support rollers 3 and 4 is held by a lever 5 which, under preload, presses the support rollers against the ball K to be tested. When the balls to be tested are fed in and removed, this lever 5 with the support rollers 3 and 4 is lifted off.

Zur Erzeugung der axialen Oszillationsbewegung sind im vorliegenden Fall je eine Stirnseite 6 bzw. 7 der beiden Antriebswalzen 1 und 2 schräg zur Achse geneigt ausgebildet und laufen gegen je einen Festpunkt 8 bzw. 9 an, die beispielsweise als handelsübliche Wälzlager ausgebildet sein können.To generate the axial oscillating movement, one end face 6 or 7 of the two drive rollers 1 and 2 are designed inclined to the axis and run against a fixed point 8 and 9, which can be designed, for example, as commercially available roller bearings.

Claims

Patent claims:

1. Drive device for balls to be tested in a testing device for surface defects, in particular roller bearing balls, with two drive rollers serving to drive the balls, which have cylindrical outer surfaces, are arranged next to one another with mutually parallel axes of rotation at a certain distance and are driven in the same direction at a constant speed, thereby characterized in that the two drive rollers (1, 2) execute an axial oscillation movement simultaneously with the rotational movement and that two loosely mounted support rollers (3, 4), which hold the ball (K) in the test position, are provided in a manner known per se.

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the diameter of the drive rollers (1, 2) provided with cylindrical outer surfaces is an integral multiple of the diameter of the ball to be tested (K) .

3. Drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the axes of the two drive rollers (1, 2) and / or the distance between the two support rollers (3, 4) is chosen so that the points of contact between the ball to be tested (K) and the drive rollers (1, 2) and / or the support rollers (3, 4) enclose a central angle of 90 °.

4. Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for Generation of the axial oscillation movement one end face (6 or 7) of each of the two drive rollers (1,2) is inclined and these end faces (6 or 7) run against a fixed point (8 or 9).

5. Drive device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the two loosely mounted support rollers (3, 4) are mounted in a lever (5) that can be lifted off.

1 sheet of COPY drawings