DE2927410A1

DE2927410A1 - Anordnung zur ueberwachung des laengsprofils von geschliffenen zylinderbolzen

Info

Publication number: DE2927410A1
Application number: DE19792927410
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Ing Grad Guenzrodt; Dieter Hochheim; Ekkehard Dr Klement
Original assignee: SUEDDEUTSCHE KOLBENBOLZENFABRI; Siemens AG
Current assignee: SUEDDEUTSCHE KOLBENBOLZENFABRI; Siemens AG
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2927410C2

Description

Anordnung zur Uberwachung des Längsprofils von ge-
schliffenen Zylinderbolzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur ttberwachung des Längsprofils von geschliffenen Zylinderbolzen für Verbrennungskraftmaschinen auf vorgegebene Werte.
Zur Erhöhung der Beanspruchbarkeit der Bolzennaben ist es vorteilhaft, den Durchmesser der Bolzen an einigen Stellen in vorgegebener Weise geringfügig durch Schleifeinstiche zu verringern (vgl. DE-OS 26 15 212). Es ist dabei notwendig, mit einer Genauigkeit im -Bereich zu arbeiten.
Die mechanische Uberwachung und Uberprüfung derartiger Profile ist relativ aufwendig und ungenau und vermittelt auch nicht unmittelbar ein anschauliches Bild für den Verlauf des gefertigten Profils.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine schnell und präzise arbeitende Vorrichtung zur Auswertung und Anzeige des Längsprofils des Bolzens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst: durch a) eine prismatische Aufnahme zum Einlegen des Bolzens, b) eine Laserlichtquelle, deren im rechten Winkel zur Bolzenlängsachse geführtes Lichtbündel zur stückweisen vergrößernden Projizierung einer Mantellinie des Bolzens dient, c) eine Verschiebeeinrichtung zur relativen Verschiebung der Aufnahme zum Lichtbündel in Bolzenlängsrichtung, d) einen Positionsistwertgeber zur Erfassung der Lage des Laserlichtbündels in bezug auf die Aufnahme, e) eine in einer Projektionsebene angeordnete fotoelektrische Abtastvorrichtung zur Erfassung der Intensität des Lichtbündels, f) einen der Abtastvorrichtung nachgeschalteten Rechner zum positionsabhängigen Vergleich des durch die gemessene Intensität bestimmten Profilwertes mit einem vorgegebenen Profilwert und durch Ausgabe einer Störmeldung bei unzulässigen Abweichungen und g) durch die Anzeige der gesamten Mantellinie des Bolzens auf einen an den Rechner angeschlossenen Datensichtschirm.
Durch die vorgenannte berührungslos arbeitende, optische Anordnung ist es in Verbindung mit einem Rechner möglich, eine schnelle und genaue Messung des Längsprofils durchzuführen und unzulässige Abweichungen zu erkennen und auszuwerten.
Beim vorstehend beschriebenen Testverfahren wird dabei davon Gebrauch gemacht, daß die Uberprüfung einer Man- tellinie genügt, da die Rundheit selbst durch den tr Schleifprozeß sichergestellt istt Vorteilhafterweise wird die Geschwindigkeit der Aufnahme relativ zum Lichtbündel entsprechend der gewünschten Auflösung durch den Rechner gesteuert, d.h. im Gebiet der Schleifeinstiche wird mit relativ niedriger Geschwindigkeit gearbeitet, um eine relativ hohe Auflösung des Bolzenprofils zu gewinnen, dagegen kann in den Bereichen, in denen kein Einstich vorgenommen wurde, die Geschwindigkeit entsprechend erhöht werden.
Zum Zwecke der Archivierung und Belegerstellung ist es vorteilhaft, wenn die dem Längsprofil entsprechende Mantellinie von der Anzeige auf einen graphischen Dauerspeicher übertragbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es ferner von Vorteil sein, wenn im Rechner die Längsprofile mehrerer nacheinander auf der gleichen Schleifmaschine bearbeiteter Bolzen gespeichert und miteinander verglichen werden und eine störende Abweichungstendenz zu einem entsprechenden Korrektursignal für die Schleifmaschine führt.
Anhand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 den zu überwachenden Bolzen, Figur 2 den mechanischen Aufbau der Anordnung und Figur 3 Optik und Elektronik in schematischer Darstellung.
Der in Figur 1 im Längsschnitt gezeigte Zylinderbolzen 5 mit einer innenliegenden Bohrung 53 ist mit Schleifeinstichen 52 versehen, so daß sich insgesamt die mit 51 bezeichnete Mantellinie ergibt. Diese Mantellinie 51 ist infolge des Rundschleifprozesses dabei repräsentativ für das Längsprofil. Bei einer angenommenen Bolzenlänge von z.B. 100 mm und einem Bolzendurchmesser von 50 mm beträgt die Tiefe des Einstichs z.B. 2/100 mm bei einer Breite von z.B. 15 mm.
Die geschilderten Verhältnisse sind - in etwas übertriebener Form - aus Figur 1 ersichtlich.
Der in Figur 2 gezeigte mechanische Aufbau der Anordnung besteht aus einem Gestell 13, auf dem die Laserlichtquelle 1, die prismatische Aufnahme 4 für den Bolzen 5 und eine fotoelektrische Abtastvorrichtung 7 angeordnet sind. Das auf die Mantellinie des Bolzens 5 gerichtete Lichtbündel 2 der Laserlichtquelle 1 wird in einer Linsenanordnung 6 vergrößert und von der fotoelektrischen Abtastvorrichtung 7 erfaßt. Da sich die Intensität des erfaßten Lichtbündels je nach dem Verlauf der Mantellinie ändert, ist hierdurch eine Aussage über den Verlauf des Längsprofils möglich.
Wie aus Figur 3 erkennbar, ist die prismatische Aufnahme 4 für den Bolzen 5 durch einen motorischen Antrieb 10 auf nichtgezeigten Führungen in Z-Richtung verschiebbar. Ferner ist eine nichtgezeigte Höhenverschiebung von Hand in Y-Richtung möglich. An der Halterung ist eine Positionsmeßvorrichtung 41 vorgesehen, mit der die Lage der Halterung 4 in bezug auf das Laserlichtbildel 2 in Z-Richtung festgestellt werden kann.
Die Anordnung arbeitet nun in der Weise, daß nach Einlegen des Bolzens 5 in die Aufnahme 4 das im rechten Winkel zur Bolzenlängsachse ankommende Lichtbündel 2 über ein Teleskop 3 den jeweils beleuchteten Ausschnitt der Mantellinie des Bolzens 5 über eine Zylinderlinse 6 auf eine Abtastvorrichtung 7 pro;liziert, die z.B. aus in der Projektionsebene 71 liegenden, lichtempfindlichen Fotodioden besteht; z.B. können bis zu 1000 derartige Dioden übereinander angeordnet sein. Die Zahl der jeweils durch den Laserstrahl aktivierten Dioden ist dann ein Maß für das Profil an der abgetasteten Stelle. Das diesem Wert entsprechende Signal wird zusammen mit dem vom Wegistgeber 41 kommenden Signal einem Rechner 8 zugeführt, der den jeweils gemessenen, einer bestimmten Position der Halterung 4 zugeordneten Meßwert mit einem vorgegebenen Wert vergleicht. Treten zwischen Soll- und Istwert unzulässige Abweichungen auf, so wird über die Ausgabevorrichtung 81 am Ausgang A ein Störsignal ausgegeben. Die auf die vorstehende Weise ermittelte Mantellinie des Bolzens 5 wird vom Rechner 8 gleichzeitig auch einem Datensichtgerät 9 zugeführt und hier angezeigt, so daß der Bedienungsmann sofort einen Uberblick über das tatsächliche Profil erhält. Zusätzlich können dann noch, wie durch die gestrichelten Linien 54 angedeutet, Grenzwerte angegeben werden, innerhalb derer die gemessene Kurve zu liegen hat, damit das Werkstück noch als ausreichend gut beurteilt werden kann. Zu Archivierungs-und Dokumentationszwecken kann das auf demSichtschirm 9 angezeigte Längsprofil dann auch noch mittels eines gestrichelt angedeuteten Kopierers 91 in einen entsprechenden graphischen Beleg verwandelt werden. Außerdem kann an die Ausgabevorrichtung 81 auch noch ein Drucker 82 angeschlossen sein.
Wie bereits erwähnt, ist die Aufnahme 4 in Z-Richtung durch den Motor 10 verfahrbar. Hierzu wird der Motor 10 über ein nichtgezeigtes Thyristorstellglied entsprechend vom Rechner 8 angesteuert, wobei die jeweilige Verfahrgeschwindigkeit über das mit dem Motor 10 gekuppelte Tachometer 12 erfaßt wird.
Statt einer Bewegung der Aufnahme 4 in Z-Richtung, ist selbstverständlich auch eine entsprechende Verschiebung des Laserlichtbündels 2 durch eine geeignete Optik möglich.
4 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche S yAnordnung zur tiberwachung des Längsprofils von geschliffenenZylinderbolzen für Verbrennungskraftma schinen nach vorgegebenen Verten, gekennzeichnet durch a) eine prismatische Aufnahme (4) zum Einlegen des Bolzens (5), b) eine Laserlichtquelle (1), deren im rechten Winkel zur Bolzenlängsachse (Z) geführtes Lichtbündel (2) zur stü.ckweisen, vergrößernden Proäizierung einer Mantellinie (51) des Bolzens (5) dient, c) eine Verschiebeeinrichtung (10) zur relativen Verschiebung der Aufnahme (4) zum Lichtbündel (2) in Bolzenlängsrichtung (Z), d) einen Positonsistwertgeber (41) zur Erfassung der Lage des Laserlichtbündels (2) in bezug auf die Aufnahme (4), e) eine in einer Projektionsebene (71) angeordnete fotoelektrische Abtastvorrichtung (7) zur Erfassung der Intensität des Lichtbündels (2), f) einen der Abtastvorrichtung (7) nachgeschalteten Rechner (8) zum positionsabhängigen Vergleich des durch die gemessene Intensität bestimmten Profilwertes mit einem vorgegebenen Profilwert und durch Ausgabe (A) einer Störmeldung bei unzulässigen Abweichungen und g) durch die Anzeige der gesamten Mantellinie (51) des Bolzens (5) auf einen an den Rechner (8) angeschlossenen Datensichtschirm (9).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Vorschubes der Halterung (4) relativ zum Lichtbündel (2, entsprechend der gewEnschten Auflösung wegabhängig durch den Rechner (8) steuerbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Längsprofil entsprechende Mantellinie (51) des Bolzens (5) von der Anzeige (9) auf einen Dauerspeicher (91) übertragbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rechner (8) die Längsprofile mehrerer nacheinander auf der gleichen Schleifmaschine bearbeiteter Bolzen (5) speicherbar und miteinander vergleichbar sind und eine störende Abweichungstendenz von vorgegebenen Werten zu einem entsprechenden Korrektursignal für die Schleifmaschine dient.