DE2106891A1 - Kugelprüf gerät - Google Patents

Kugelprüf gerät

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DE2106891A1 DE19712106891 DE2106891A DE2106891A1 DE 2106891 A1 DE2106891 A1 DE 2106891A1 DE 19712106891 DE19712106891 DE 19712106891 DE 2106891 A DE2106891 A DE 2106891A DE 2106891 A1 DE2106891 A1 DE 2106891A1
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Description

SKFKUOELLAOERPABRIKENGMBa Sohweinfurt, 12.2.1971
TP/Gu/BO
Kuge !prüf gerät
S E B
Di· Erfindung betrifft «in· Yorrlohtung xur zerstörungsfreien Prüfung kugeln mit Hilf.· eines Prüfkopfes, wobei der die Kugel antreibende Mechanisms aus zwei Reibrädern besteht, Über denen wenigstens ein Stützelement angeordnet ist.
Zweok dieser Yorrlohtung 1st es. Kugeln, insbesondere Wälzlagerkugeln, auf Homogenität und RiSfreiheit des Materials zu untersuchen. Außer optischen und elektrolnduktiven Verfahren bietet sieh auoh das Ultraschallverfahren zur Prüfung an. Die Erfindung bezieht sieh 1« wesentlichen auf den Antriebsneehanlst&us für die zu prüfende Kugel, der gewährleistet, daß die gesavte Oberfläche der Kugel während des Prüf Vorganges von der Prüf sonde erfaflt wird, wobei die Prüfsonde, beispielsweise ein Ultrasohall-Prüfkopf, die zu prüfende Kugel während der Prüfung berühren darf, ohne daß die dabei entstehende Reibung die gßomtrtmh richtige Abwälzung der Kugel verändert oder stört.
Aus den österreichischen Patent l88 924 ist eine Vorrichtung zua nechanlschen Antrieb von Kugeln bekannt, bei der zwei koaxiale Kegelräder, die Bit untereinander verschiedener Geschwindigkeit rotieren, die Prüfkugel antreiben. Zur Erzeugung einer periodisch sich ändernden Drehbewegung der Antriebsräder 1st bei dieser bekannten Vorrichtung Jedoch ein spezieller Gelenkaeohaniasus mit exzentrisch gelagerten Oelenkangriffspunkten erforderlich, wobei die Achse des einen Kegelrades in der Achse des anderen Kegelrades gelagert sein muß. Beide Antriebsaohsen nüssen bei dieser Vor-, richtung genau aohsengleioh gelagert sein.
In einer anderen Maschine zum Prüfen von Kugeln auf Rundheit (IBP 1 o49 wird die zu prüfende Kugel durch eine Reibrolle angetrieben, deren Drehachse ihrerseits über ein Getriebe sdt Stirn- und Kegelrädern in Rotation
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versetzt wird. Bei dieser Maschine steht die zu prüfende Kugel nur an einem einzigen Punkt mit der antreibenden Reibrolle in berührender Verbindung, so daß sich unter ungünstigen Bedingungen, beispielsweise bei zu schwerem Auflagedruck des Prüfkopfes, die Kugel nicht in der gewünsehten Weise abwälzt und somit nicht die ganze Oberfläche zur Prüfung erfaßt wird.
Weiter gehört mit dem DBP 1 276 91^ eine Vorrichtung zum Abwälzen von ortsfest in einer Abtastvorrichtung gehaltenen Kugeln zum Stand der Technik, mit der eine zu prüfende Kugel so bewegt wird, daß der Verlauf der Abtastbahn ein Meridiansystem ergibt. Das wird dadurch erreicht, daß die Prüfkugel durch eine Antriebsscheibe in Drehung versetzt wird und durch eine Steuerscheibe die Drehimpulse erhält, die zur gewünsehten Abwälzung notwendig sind. Nachteilig bei dieser Ausführung ist allerdings, daß die Steuerscheibe ψ durch ihre geometrisch komplizierte Form sehr schwierig herzustellen ist. Die Herstellung erfordert außerdem eine außerordentlich hohe Präzision. Durch längeren Betrieb eingelaufene Steuerscheiben verlieren bei einer eventuellen Nacharbeit die zur Steuerung notwendigen geometrischen Voraussetzungen. Darüber hinaus ist je nach Größe der zu prüfenden Kugeln eine andere Steuerscheibe einzusetzen.
Gegenstand des DBP 1 573 84o ist schließlich eine Antriebsvorrichtung für eine Kugelprüfeinrichtung, bei der zwei Antriebswalzen durch Rotation und axiale Oszillation die zu prüfende Kugel in Drehung versetzen. Diese Vorrichtung hat den Vorzug, daß sie sehr einfach herzustellen ist.. Außerdem ist eine schnelle Be- und Entladung der Kugeln möglich, was insbesondere bei einer automatischen Prüfung erwünscht ist. Allerdings hat sich bei dieser Antriebsvorrichtung herausgestellt, daß aufgrund der Reibungsverhältnisse im System eine berührende Abtastung bei der Prüfung der Kugeln nicht möglich ist. Außerdem können unter Umständen, etwa bei ungünstiger Abstimmung der Werkstoffe und Gewichte der Antriebswalzen und Stützrollen, die exakten geometrischen Verhältnisse bei der Prüfung der Kugeloberfläche gestört werden.
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SKP KUGELLAGERFABRIKEN GMBF »tall - "} -
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben angeführten Nachteile bekannter Prüf vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Kugeln zu schaffen, die einfach im Aufbau und für mehrere Kugelgrößen verwendbar ist sowie eine sichere, wahlweise berührende oder berührungslose Abtastung der gesamten Kugeloberfläche, auch unter erschwerten Bedingungen, gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung zur Prüfung von Kugeln die beiden Reibräder und das Stützelement gemeinsam an einem am Ende einer ihrerseits angetriebenen Welle befestigten Lagerbock oder dergleichen angeordnet sind.
Da bei dieser Anordnung die zu prüfende Kugel mindestens an drei Punkten mit der sich drehenden Welle in Berührung steht, ist sichergestellt, daß neben der Drehbewegung durch die Reibräder auch eine Drehbewegung durch die Welle auf die Kugel übertragen wird, so daß sich die Kugel dem Betrachter gegenüber in einem Meridiansystem abwälzt. Zur Erzeugung dieser Bewegung ist weder ein komplizierter Gelenkmechanismus noch eine sehr schwierig herzustellende Steuerscheibe notwendig.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die den Lagerbock oder dergleichen tragende Welle axial verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit hat den Vorteil, daß zum Zwecke eines automatischen Prüfablaufes der antreibende Mechanismus so aus seiner Position verschoben werden kann, daß sich die Zu- und Abfuhr der zu prüfenden Kugeln einfach gestaltet.
Die nach einem anderen Merkmal der Erfindung vorgesehene Verschiebbarkeit des Stützelementes, etwa mittels eines Schlittens, ermöglicht den Einsatz der Prüfvorrichtung für verschiedene Kugelgrößen. Erfindungsgeraäß können auch die Reibräder, beispielsweise ebenfalls mit Hilfe eines Schlittens, verschiebbar sein, wodurch in vorteilhafter Weise, zusanmen mit der Verschiebbarkeit des Stützelementes, eine Feinjustage für den zentrischen Umlauf der Kugeln während der Prüfung möglich ist.
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C13? iaZEIXftC2H3!ABHIKEH Gi-IHl -
Ein weiteres Kez'laaal der Erfindung besagt, daß zur Steuerung der führuns auf elnar schrägen Zuführbahn Steueratifte über der Zuführbahn angeordnet Gind, vodureh die erfindungsgemäße Vorrichtung vollkonaien autoinatisch arbeiten kann.
Weitere Vortoilo der Erfindung ergeben eich aus der nachfolgenden Besciireifcuns* die aruioM von Zolchnungon eine« Ausführun-sbaiepielea der Erfindung durchgeführt wird.
Di* Zeichnungen zeigen in
Figur 1 eino Seitenansicht einer erfindungsgeniäßen Vorrichtung Figur 2 eine Vorderansicht nach dca Schnitt AA in Figur 1 und Figur J> eine Draufsicht in Richtung X gesUß Figur 1.
Eino zn prüfende Kugel 1 ist zwischen des Anachics 2 und daia antreibenden Mechanicsu3 elncespannt. dqj* antreibende Kachanlscais besteht aus eines ale 1θ3β lcufondoa ßtübarad ausgebildeten Stützeleassnt 5 und zwei auf einer Achse 12 sitzenden, kcgolfärmigen Reibrädern 5. Die HeibrSder 5 und das StUtsral aind genieinsaa an dan Laserbook 4 angeordnet, wsloher seinerseits ast^Ende der Welle 6 befestigt ist. Der Antrieb für di· '..'olle 6 und die Reibräder 5 ist nicht dargestellt; der Antrieb für die Reibräder 5 kann ale Schnecken· trieb, Kegeltrieb, Kettentrieb oder dergleichen erfolgen.
Der Prüfkopf 7» beispielsweise ein Ultraschall-Friifkopf, ist berührungslos oder berührend an die Kugel 1 angesetzt, wobei die Achse Io des Prüfkopfes senkrecht zur Achse Ii der Weil« 6 läuft.
Die Kugel l wird auf ihrer dem antreibenden Kcehaniseus gegenüberliegenden Seite yon eines Anschlag 2 gestützt. Dieser Ansshlcg 2 kann aus einen Material mit sehr niedriccat Rclbonsakoeffizienten bestehen. Danaben ist es auch möglich* den Anschlag 2 als Luftlager, hydrostatisches« nydrodynajaicches Laßer, Spiralkalottenlager oder als Wälzlager auszubilden« ua die Reibung zu Bindern.
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SKF KUGELLAGERFAERIKEN GMEh
Bei der Prüfung der Kugel 1 dreht sich die Welle 6 mit dem an ihrem Ende befestigten Lagerbock 4 um ihre Achse 11; gleichzeitig drehen sich die Reibräder 5 um ihre Drehachse 12, die im rechten Winkel zur Achse 11 steht. Vorzugsweise ist dabei die Drehzahl der Welle 6 groß im Verhältnis zur Drehzahl der Reibräder 5· Während der Prüfung wälzt sich die Kugel 1 vom Standpunkt des Prüfkopfes 7 aus gesehen in einem quasi-meridionalen System ab. Der relative Meridian-Abstand hängt vom Drehzahlverhältnis der Welle 6 zu den Reibrädern 5 ab.
Zum Weitertransport der geprüften Kugel 1 sowie zum Zuführen einer nächsten Kugel wird die Welle 6 mit dem an ihr befestigten Lagerbock 4 kurzzeitig in axialer Richtung von der Kugel 1 weg verschoben. Wie aus Figur 2 hervorgeht, wird durch eine geeignete Steuerung mittels Steuerstiften 8 die geprüfte Kugel 1 aus ihrer Prüfposition entlassen und kann auf einer schrägen Zuführbahn 9 ablaufen, so daß die nächste Kugel in die Prüfposition gelangen kann.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, daß bei Verwendung eines Ultraschall-Prüfkopfes als Prüfkopf 7 die zu prüfende Kugel 1 durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise ein Pilzrad oder ähnliches, mit einer Kopplungsflüssigkeit benetzt wird, die zur Ultraschallprüfung notwendig ist. Weiterhin ist es möglich, daß bei Verwendung eines Ultraschallkopfes zur Prüfung durch geeignete Wahl des Ultraschall-Einstrahlwinkels auf die Kugeloberfläche die Eindringtiefe der Ultraschallstrahlen und damit die Prüftiefe den Erfordernissen entsprechend festgelegt werden. Außerdem braushen die Reibräder 5 nicht kegelförmig zu sein; es ist ohne weiteres möglich, zum Antrieb der Kugeln auch in geeigneter Richtung angeordnete zylindrische oder anders geformte Reibräder 5 zu verwenden. Weiter kann anstelle des Stützrades auch ein Stützelement 3 aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizient, beispielsweise Teflon, zur Anwendung kommen.
Wie bereits erwähnt, kann es schließlich vorteilhaft sein, daß das Stützelement J zum Zwecke der Justierung rechtwinklig zur Achse 11 der Welle 6 verschiebbar ist. Aus demselben Grund können auch die Reibräder 5 gemeinsam - rechtwinklig zu den Achsen Io und 11 - verschiebbar sein.
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Claims (8)

CK? KüGSIL/lGSRPAEniKEa ©!ΠΙ Sohwsinfurt, 12.2.1971 P a t e η t ansprüoho
1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien PrÜfu&3 von Hügeln Bit Hilfe eines Prüfkcpfes.» wobei dar die Engel antreibende Kechanisaua ans zwei Reibrädern besteht* fiber dens» wenigstens ein Stützelement angeordnet 1st« dadurch celcennzeiehnat, dafl die beiden Esibralar (5) und das Stützeienent (3) gsmoinsaa cn oinse ca End» einer Uirer3»lt3 tn^ctrlebeaen Welle (6) befestigten Laserbook (4) oder dergleichen angeordnet sind.
W 2. VorriohtuQg nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daQ dar Wellenstirnaoita sestntiberliegtmd ein Anatohl«s (2) alt niedrige» Reibungskoeffizienten en^ordoit let.
3* Vorrlchtuns nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daO dar V'elleratirnseite segtixüberliegesd ein Anaohlaa (2) engeordnet ist, der aim Luf tla^er, hydrostatisches» hydrodynaalsohes oder Spiralkalottenlager ausgebildet ist«
4, Vorrichtung nach Anspruch 1* dadurch sekeanzelchnet, daß der Vellenstlmseite gegenl!berllegend ein Ansohlae (2) angeordnet ist, der als Wälzlager ausgebildet 1st.
5* Vorriohtuns nach einaa der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiehnet, daß die uan Leserbook (4) oder dergleichen tragende Volle (6} axial versehiebbar ist.
6. Vorrichtung nach einaa der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Siütaelßoent (3) auf den Lagerbock (4) oder dergleichen rechtwinklig zur Ashse (11) derVelle (6) versohlebbar ist.
7. VciTichtim^ nach ©i?i«3 ujbp TOrhergehenden AnaprUöhe, dadurch daß die mmem&r (5) geaelnsam Yersehiebbar sind.
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EXF ΚϋαΕΙΙΑΟΕΠΡΛΒΠΙΙίΕΗ GwEI Blatt λ-«fi«-/* λ q <·
8. Vorrichtung ncch einem dor Torhercehen&en Ansprüche, dadurch gekennzeichnet* daß dor Prüfkopf (7) ein Ultraschallprlifkopf ist.
9« Vorrichtunß nach Anspruch 8, dadurch Gekennzeichnet« da3 zur der zu prllfonden Kucol (1) ein cit Kopplun£sfltissif$:eit cetrönktes Filzrad caer dergleichen cit der Kugel (1) barührend. in Vorbindung steht.
to. Vorrichtung nach elnsa der vcriiorGChcnden Anaprliche, dadurch ßckennzelchnst, daß zur Cteusruns der Kugclzuführuns und «abführung auf einer cchräc^n Zuführbahn (9) Steuerstifte (8) über dor Zuführbahn (9) aneaordnat sind.
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