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Zur Messung des Schlages von umlaufenden Drehkörpern wird in der
Regel auf den sich drehenden Körper ein Meßindikator aufgesetzt, an welchem die
Differenz zwischen Größt- und Kleinstausschlag abgelesen wird. Bei der Messung der
Lagerluft von Wälzlagern wird ein Lagerring festgehalten und der andere Ring in
radialer oder axialer Richtung verschoben.
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Ein auf diesen Ring aufgesetzter Meßindikator zeigt einen Größt- und
einen Kleinstwert an, aus welchem dann die Differenz bestimmt wird, die die Lagerluft
angibt () >Product Engineeringa vom 28. September 1959, S. 43).
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Bei einem der bekannten Meßindikatoren werden, weil das Ablesen des
Ausschlages eines haardünnen Zeigers einer kleinen Skala Schwierigkeiten bereitet,
die einzelnen Meßergebnisse als direkte Ziffernanzeige sichtbar gemacht. Das geschieht
durch fotoelektrische Umsetzer, die digitale Meßwerte mit numerischer Anzeige liefern.
Das Méßergebnis erscheint bei diesem bekannten Gerät direkt als große deutlich lesbare
Leuchtzahl (Liste 82-27, >Digital-Meßindikator mit direkter Ziffernanzeige« der
Fa. E. Leitz GmbH, Wetzlar).
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In einer automatischen Fertigung reicht es nun nicht aus, nur die
durch den Meßindikator angezeigten Absolutwerte, nämlich Größtmaß und Kleinstmaß,
zu kennen, vielmehr ist die Kenntnis der Differenz der beiden Werte unerläßlich.
Es ist also erforderlich, daß als Anzeigewert gleich die Differenz der beiden Werte
auf dem Meßgerät erscheint.
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Zur Erreichung dieses Zieles sind bereits mehrere Vorrichtungen bekannt
geworden. Die bekannten mechanischen Vorrichtungen arbeiten mit Schleppzeiger ()
(»Industrie-Anzeiger«, Essen, 87. Jg. Nr. 5 vom 15. Januar 1965, S. 61), zu mit
einer Rutschkupplung für die Meßindikatorbasis oder mit einer Kupplung im Indikatorstößel.
Diese bekannten mechanischen Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie bei
den für die Lagerluftmessung üblichen Bereichen von wenigen Fm zu ungenau sind.
Es sind auch bereits elektrische und pneumatische Verfahren bzw. Vorrichtungen für
den obengenannten Zweck bekanntgeworden () (»Klepzig-Fachberichte«, August 1964,
Seite 300 f.). Da diese Vorrichtungen jedoch einen großen Aufwand erfordern, sind
sie nicht für alle Zwecke geeignet.
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Es ist weiterhin eine lichtelektrische Prüf- und Steuereinrichtung
zur Feststellung der Schlagfreiheit und der Dickentoleranz von Drehkörpern bekannt,
bei der ein oder mehrere Lichtbündel auf den Rand des Prüflings fallen und ein Teilbetrag
des Lichts an dem Körper vorbei auf eine Fotozellenanordnung gelangt und dadurch
eine Meß- oder Steuerwirkung auslöst. Bei dieser Einrichtung ist zwischen der Fotozellenanordnung
und der Anzeige- bzw. Auslöseeinrichtung ein nur Wechselstrom durchlassendes Schaltmittel,
wie z. B. ein Wechselstromverstärker, eingeschaltet, so daß nur der veränderliche
Teil des vom Prüfkörper vorbeigelassenen Lichtstromes die Anzeige oder Steuerung
bewirkt (deutsches Patent 854 587). Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß
der zu prüfende Körper in rasche Rotation versetzt werden muß. Das bedingt einen
großen Aufwand an Hilfsmitteln. Das ist auch dann noch der Fall, wenn, wie nach
dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, der zu prüfende Körper in langsame
Rotation versetzt werden kann. Dann sindjedoch zwei Lichtbündel notwendig, die mittels
einer Lochscheibe im Gegen-
takt sehr schnell im Verhältnis zur Drehzahl des sich
nun langsam drehenden Rotationskörpers freigegeben und wieder abgedeckt werden müssen.
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Zur Bestimmung der Materialzufuhr zu einer Verarbeitungsmaschine
ist eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der die dem Zeigerkontakt zugeordneten
Unter- und Übergewichtskontakte als sich teilweise überlappende, in der Ruhestellung
nicht miteinander in Verbindung stehende Kontaktfedern ausgebildet sind und durch
Stromleitungen mit einer entsprechenden Zahl von Unter- und Übergewichtskontakten
in Verbindung stehen, die je einem rotierenden Schleifkontakt derart zugeordnet
sind, daß diese, wenn sie in Drehung versetzt werden, einmal während einer Kontrollwägung
mit jedem Kontakt in Berührung kommen, so daß jeweils eine bestimmte Anzahl von
Stromimpulsen, die der Anzahl der bei der Verschwenkung des Zeigers gegen die Kontakte
durch die Überlappung in Verbindung getretenen, zwischen Nullinie und Zeigerstellung
liegenden Kontaktfedern entspricht, in das in die Stromkreise der Unter- und Übergewichtskontakte
eingeschaltete Zählwerk geschickt wird (deutsches Patent 663 727).
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Bei dieser Einrichtung handelt es sich nicht um eine fotoelektrische
Vorrichtung zur Messung des Schlages von Rotationskörpern, sondern um eine Einrichtung
zur statistischen Meßwerterfassung. Außerdem erfolgt die Indizierung der Informationsspeicher
durch Berührung zwischen den Kontaktzungen des Zeigers und den auf einer Platte
vorgesehenen Kontakten.
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Eine weitere bekannte Einrichtung zur statistischen Meßwerterfassung
besteht aus einem Zeiger, der von der zu messenden Menge angetrieben wird und sich
vor einer Anzahl von Kontaktstiften bewegt, Mitteln zur Einwirkung dieses Zeigers
auf die Kontaktstifte, und zwar zu vorbestimmten Zeitintervallen, entsprechenden
Zähleinrichtungen, die mit jedem Kontaktstift in Reihe geschaltet sind, einer Impuls
quelle, die periodisch zu bestimmten Zeitintervallen Impulse an den aus Zeiger und
Zähleinrichtungen bestehenden Schaltkreis abgibt, und einem Gesamtzählwerk, das
mit den einzelnen Zähleinrichtungen in Reihe geschaltet ist (britisches Patent 1
057 791).
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Bei dieser bekannten Einrichtung handelt es sich nicht um eine Vorrichtung
zur Messung des Schlages an umlaufenden Drehkörpern, sondern - wie bereits weiter
oben erwähnt - um eine Einrichtung zur statistischen Meßwerterfassung und zwar zum
periodischen Messen einer variablen Menge.
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Im Gegensatz dazu bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine
Vorrichtung zur Messung des Schlages an umlaufenden Drehkörpern, insbesondere zur
Messung der Lagerluft bei Wälzlagern, und hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Meßeinrichtung
zu schaffen, die ohne großen Aufwand die Differenz der durch den Meßindikator angezeigten
Absolutwerte, nämlich Größtmaß und Kleinstmaß des Schlages, auf einem Meßgerät anzeigt.
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Die Erfindung geht aus von einem bekannten, mit Fotozellen ausgerüsteten
Meßindikator, dessen Zeiger bei einer Verschiebung eines Lagerringes relativ zum
anderen einen Größt- und einen Kleinstwert anzeigt und in den von ihm überstrichenen
Fotozellen Helligkeitsimpulse erzeugt, und schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe
vor, hinter den einzelnen Fotozellen des Zeigerindikators jeweils einen Informationsspeicher
anzuordnen, diese Informationsspeicher mit einem geeigneten Meßgerät elektrisch
zu verbinden und geeignete
Schaltmittel vorzusehen, die die Informationsspeicher
erst dann einschalten, wenn sich der Indikatorzeiger aus seiner Ruhelage herausbewegt
hat und Pendelbewegungen ausführt.
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Der Helligkeitsimpuls des Zeigers des Indikators kann dabei in einfacher
Weise durch den Schatten des Zeigers oder durch Beleuchtung mittels eines Taststrahlers
erzeugt werden.
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Nähere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich durch
große Genauigkeit sowie Übersichtlichkeit des Aufbaues auszeichnet, sollen an Hand
einer Vorrichtung zur Messung der Radialluft eines Wälzlagers beschrieben werden.
Diese Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Auf den Außenring 1 des zu messenden Wälzlagers wird ein Zeigerindikator
2 aufgesetzt, der die mögliche radiale Verschiebung des Außenringes 1 gegenüber
dem festgelegten Innenring 3, d. h. die Radialluft, mißt. Der Zeigerindikator 2
ist mit Kleinstfotozellen 4, die unter dem Zeiger 5 liegen, ausgerüstet. Beim Beginn
der Messung bewegt sich beim Aufsetzen des Zeigerindikators 2 auf den Außenring
1 der Zeiger 5 zunächst aus seiner Ruhelage an irgendeine Stelle des Zifferblattes
und pendelt dort entsprechend der gemessenen Radialluft des Wälzlagers hin und her.
Während dieser Pendelbewegung des Zeigers 5 werden die darunterliegenden Fotozellen
4 kurzzeitig verdunkelt.
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An jede Fotozelle 4 ist ein Informationsspeicher 6 angeschlossen,
der bei der Verdunklung der Fotozelle 4 anspricht und eine Information speichert.
Mit einem automatisch betätigten Nockenschalter werden die Informationsspeicher
6 erst dann eingeschaltet, wenn sich der Zeiger 5 bereits aus seiner Ruhelage heraus
bewegt hat und die Pendelbewegung ausführt. Die einzelnen Informationsspeicher 6
sind nun so geschaltet, daß sie bei Aufnahme einer Information entweder einen definierten
Strom ziehen oder sich elektrisch bzw. mechanisch in der Weise äußern, daß die Anzahl
der informationstragenden Speicher in geeigneter Weise abzählbar ist. Nach Beendigung
der Messung wird dann die Schalteinrichtung abgefragt, wieviele Speicher eine Information
erhalten haben. Dies kann entweder durch Messung des Gesamtstromes oder auch durch
Abzählen der Anzahl der informationstragenden
Speicher geschehen. Der Gesamtstrom
bzw. die Anzahl der Informationen ist dann ein Maß für die Radialluft, die in geeigneter
Weise durch ein Anzeigegerät 7 angegeben wird.
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Die beschriebene Vorrichtung ist nicht nur zur Bestimmung der Radialluft
eines Wälzlagers verwendbar; es ist vielmehr möglich, damit auch die Axialluft eines
Wälzlagers und ganz allgemein den Schlag eines umlaufenden Drehkörpers zu messen.
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Wie bereits oben erwähnt, besteht die Möglichkeit, die Fotozellen
sowohl durch Verdunklung als auch durch Beleuchtung mittels eines Zeiger-Taststrahlers
zu indizieren. Weiterhin sind im Rahmen des Erfindungsgedankens verschiedene Abwandlungen
im Aufbau der beschriebenen Vorrichtung möglich, die hier nicht alle aufgezählt
werden sollen.