DE3011319A1

DE3011319A1 - Vorrichtung zum ueberpruefen der linearen abmessungen von wellen

Info

Publication number: DE3011319A1
Application number: DE19803011319
Authority: DE
Inventors: Mario Possati
Original assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Current assignee: Marposs SpA
Priority date: 1979-04-05
Filing date: 1980-03-24
Publication date: 1980-10-23
Also published as: ES490259A0; ES8104878A1; SE451277B; DE3011319C2; FR2453389A1; GB2045935B; IT1120335B; BR8001907A; GB2045935A; FR2453389B1; US4351115A; IT7903368A0; JPS6224722B2; SE8002413L; JPS55156801A

Description

Vorrichtung zum Überprüfen der linearen Abmessungen von Wellen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen der linearen Abmessungen von Wellen mit einem Rahmen, mit dem Rahmen verbundenen Lagereinrichtungen, die eine Horizontalachse vorsehen, die zur Lagerung der zu überprüfenden Welle dient, einer am Rahmen befestigten Lagervorrichtung, Meßeinrichtungen mit mechanischen Referenzeinrichtungen, die in der Lage sind, die Welle zu berühren, Fühlereinrichtungen, die mit der Wellenoberflache zusammenwirken können, Wandler- und Anzeigeeinrichtungen, die den Fühlereinrichtungen zugeordnet sind und in Abhängigkeit von den linearen Abmessungen Signale erzeugen, Verbindungseinrichtungen zum Verbinden der Meßeinrichtungen mit der Lagervorrichtung und Steuereinrichtungen·

Vorrichtungen zum Überprüfen der linearen Abmessungen von Wellen sind bereits bekannt. Beispielsweise ist in der österreichischen Patentschrift 317 572 eine Vorrichtung zum Überprüfen von Kurbelwellen beschrieben, die einen Rahmen umfaßt, der eine erste Platte lagert, wobei eine zweite Platte mit Hilfe von flexiblen Drähten mit der ersten Platte verbunden ist, so daß sich die zweite Platte

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im Grunde entlang einer Ebene bewegen kann, die parallel zur Ebene der ersten Platte verläuft. Auf der zweiten Platte ist eine Vielzahl von Meßvorrichtungen gelagert, die mechanische Referenzelemente und Meßköpfe mit Fühlern einschließen, die in der Lage sind, mit der Oberfläche der Kurbelwelle zusammenzuwirken.

Durch die bewegliche Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Platte können die mechanischen Referenzelemente Bewegungen der zweiten Platte relativ zur ersten Platte ermöglichen, so daß sich die von den Referenzelementen gebildete Meßachse selbst parallel zur Wellenachse legt und die Fühler in richtiger Weise mit der Kurbelwellenoberfläche zusammenwirken.

Die Vorrichtung umfaßt darüber hinaus Lagervorrichtungen, die die Welle relativ zum Rahmen positionieren. Diese bekannte Vorrichtung ist zum Messen der Abmessungen einer Kurbelwelle im statischen Zustand geeignet, kann jedoch nicht zur Durchführung von Überprüfungen bei Kurbelzapfen im dynamischen Zustand eingesetzt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die linearen Abmessungen einer Welle sowohl im dynamischen als auch im statischen Zustand überprüft werden können, und zwar auch dann, wenn die Welle eine komplexe Form aufweist. Die Vorrichtung soll billig sein, in einfacher Weise eingestellt werden können, damit Wellen mit

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unterschiedlichen Formen und Abmessungen überprüft werden können, soll in verläßlicher Weise Meßergebnisse mit hohem Genauigkeitsgrad liefern und soll in einfacher Weise zusammen mit Förderern einsetzbar sein, die Wellen mit unterschiedlichen Abmessungen und Formen transportieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer eingangs beschriebenen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Verbindungseinrichtungen mindestens ein Armpaar aufweisen, dessen erster Arm relativ zur Lagervorrichtung entlang einer Ebene, die sich senkrecht zur Horizontalachse erstreckt, drehbar ist und dessen zweiter Arm relativ zum ersten Arm entlang der gleichen Ebene drehbar ist, und daß die Verbindungseinrichtungen eine Bewegung der Meßeinrichtungen in Richtung auf die Horizontalachse und von dieser weg von oben nach unten und umgekehrt ermöglichen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Vorderansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Meßmaschine zur Überprüfung von Kurbelwellen;

Fig. 2 einen vereinfachten Teillängsschnitt der in Fig. 1 gezeigten Maschine nach Linie U-II in Fig. 1;

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Fig. 3 in schematischer Weise die kinematischen Hauptelemente der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Maschine;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das die Grundphasen eines Meß— zyklus zeigt;

Fig. 5 und 6 Varianten der in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen.

Wie man den Fig. 1 und 2 entnehmen kann, umfaßt die Meßmaschine zwei Pfosten 1,1', von denen jeder durch Verlöten von fünf Rohren mit quadratischem Querschnitt mit Platten 2,3 und 2¹,3' mit dreieckförmigem Querschnitt hergestellt worden ist.

Die Platten 3,3* dienen des weiteren dazu, die Pfosten 1,1' auf Unterlagen 4,4* zu befestigen.

Ein erster Außenrahmen 5 ist mit den Pfosten 1,1· über einstellbare Klemmverbindungen 6,6' verbunden. Der Außenrahmen 5 umfaßt zwei vertikale Platten 7,7' mit rechteckförmigera Profil, die über Querelemente 8 aus Rohren mit quadratischem Querschnitt miteinander verbunden sind.

Infolge der einstellbaren Klemmen 6-6' kann sich der Rahmen in Vertikalrichtung bewegen, so daß die Meßmaschine an unterschiedliche Bedingungen angepaßt werden kann.

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Ein zweiter Rahmen 9, der zwei rechteckförmige vertikale Platten 10,10' und Lagerwellen 11,11', 12 und 13,13' umfaßt, ist isostatisch mit den Platten 7,7' verbunden. Die isostatische Verbindung des Rahmens 9 mit den Platten 7,7' verhindert die übertragung möglicher Verformyngen der Pfosten 1,1' sowie ein mögliches Nachgeben (wenn diese von begrenztem Umfang sind)

der Unterlagen 4,4'/auf den Rahmen 9, der sonst beansprucht würde. Die isostatische Verbindung zwischen dem Rahmen 9 und den Platten 7,7' wird über ein zylindrisches Scharnier 14 und eine Pendelkugel 15 erreicht.

Die Platten 7,7' lagern des weiteren eine horizontale Welle 16, die durch einen Motor 17 in Drehungen versetzt werden kann, der ein Reduktionsgetriebe umfaßt, sowie durch eine andere Welle 18, die eine Vorrichtung 19 lagert. Der Motor 17 ist mit der Welle verkeilt, und sein Gehäuse ist mittels einer Stange 20 mit dem Pfosten 1' verklemmt, um auf diese Weise zu verhindern, daß sich das Gehäuse dreht, während die Welle 16 im Stillstand verbleibt, wenn der Motor 17 in Tätigkeit versetzt wird.

Eine Ladevorrichtung 21 nimmt die zu überprüfenden Kurbelwellen 22 nacheinander von einem Förderer (in den Figuren nicht gezeigt) auf, der sich zwischen den beiden Pfosten 1,1' bewegt, und hebt die Kurbelwelle an und bringt sie auf diese Weise in die Nähe von zwei

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Zentriereinrichtungen 23 und 24. Die Ladevorrichtung 21 (s. auch Fig. 3) enthält eine Welle 25, die über vertikale Lagerplatten 26,27 und 26',27' mit den Pfosten 1,1" verbunden ist. Die Lagerplatten sind über einsiailbare Klemmen an den Pfosten 1,1'- befestigt, die ein Anheben und Absenken der Platten und der Welle 25 ermöglichen, so daß diese an die Fördererhöhe angepaßt werden können. Die Ladevorrichtung 21 weist des weiteren zwei Dreharme 28,28* auf, die V-förmige Endteile 29,29* besitzen.

Die zu überprüfende Kurbelwelle 22 zentriert sich selbst in Horizontalrichtung innerhalb der V-förmigen Teile 29,29· und wird durch die beiden Dreharme 28,28* angehoben, die über die Welle 25 betätigt werden. Während die Kurbelwelle 22 angehoben wird, bewegen sich die Zentriereinrichtungen 23 und 24- aufeinander zu und ergreifen die Kurbelwelle 22 in einer vorgegebenen Horizontalstellung, lösen sie von den V-förmigen Teilen 29,29* und lagern sie während der Überprüfungsphase. Der Axialabstand zwischen den beiden Zentriereinrichtungen 23 und 24 kann verändert werden, um die Überprüfung von Kurbelwellen 22 unterschiedlicher Länge zu ermöglichen. Es besteht die Möglichkeit, einer der beiden Zentriereinrichtungen, entweder der Einrichtung 23 oder der Einrichtung 24, ein Futter 30 zuzuordnen, das ein Ende der Kurbelwelle 22 einklemmt und dieses in Drehungen versetzt, damit die dynamische Überprüfung der Kurbelwelle ausgeführt werden kann.

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Die Meßmaschine umfaßt des weiteren eine Vielzahl von Meßeinheiten, die die Abmessungen der 22 überprüfen. Jede Meßeinheit weist eine mechanische Referenzvorrichtung 31 und Stäbe oder Arme 32 und 33 auf, die die mechanische Referenzvorrichtung 31 über ein Element 34 mit der Welle 12 des Rahmens 9 verbinden. Jede mechanische Referenzvorrichtung 31 besitzt des weiteren einen Teil 35, der mit der Oberfläche 36 der zu überprüfenden Kurbelwelle 22 zusammenwirken kann, und zwei Führungsflächen 37,37·, die die richtige radiale Positionierung der mechanischen Referenzvorrichtung 31 auf der Oberfläche 36 der Kurbelwelle 22 sichern.

Jede Referenzvorrichtung 31 beherbergt an ihrer Innenseite, so daß ein mechanischer Schutz erreicht wird, eine bestimmte Anzahl von kleinen Meßköpfen mit beweglichen Fühlern, beispielsweise die mit den Bezugsziffern 38,36' gekennzeichneten, die die Oberfläche 36

der Kurbelwelle 22 berühren. Des weiteren beherbergt sie Positionswandler, die die Bewegungen der Fühler in elektrische Signale umwandeln, die von den Abmessungen der Kurbelwelle 22 abhängig sind. Ein Kabel 39 enthält die Stromzuführungsdrähte und verbindet die Ausgänge der Positionswandler mit einer Stromquelle, einer Detektor-, Prozeß- und Anzeigeeinheit 40.

Jede Stange 32 ist mittels Stiften und Kugellagern 41, die zur Verhinderung von Spiel unter Vorspannung stehen, mit einer zugeordneten Stange 33 verbunden. Andere Stifte und zugehörige unter Vorspannung stehende Kugellager 42 verbinden die Stangen 33 mit

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Elementen 34. Mit den Stangen 33 sind Gegengewichte 43 verklemmt, die die Einstellung derjenigen Kraft ermöglichen, mit der die mechanischen Referenzvorrichtungen 31 mit den Oberflächen 36 der Kurbelwelle 22 zusammenwirken. Die Elemente 34 können in Horizontalrichtung entlang der Welle 12 gleiten und in den erforderlichen Positionen festgeklemmt werden, so daß auf diese Weise eine axiale Verschiebung der mechanischen Referenzvarrichtungen 31 möglich ist, die eine einfache Anpassung der Maschine an Wellen mit unterschiedlicher Form ermöglicht. Nachdem jede Meßeinheit richtig positioniert worden ist, werden die Elemente 34 mit Stellschrauben 44 verklemmt. Die Verbindung der mechanischen Referenzvorrichtungen 31 mit der Welle 12 des Rahmens 9 über die Stangen 32 und 33 mit Stiften ermöglicht eine ebene Bewegung der mechanischen Referenzvorrichtungen 31 entlang einer Ebene, die sich senkrecht zur Achse der zu überprüfenden Welle erstreckt, um den von den Kurbelzapfen der Kurbelwelle 22 bei deren Rotation um die Zentriereinrichtungen 23 und 24 erzeugten Trajektorien zu folgen.

Die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung 19 wirkt als Rückholvorrichtung, die es den mechanischen Referenzvorrichtungen 31 gestattet, sich während der Lade- und Entladephasen der Kurbelwelle in Richtung auf die von den beiden Zentriereinrichtungen 23 und 24 gebildete Horizontalachse und von dieser weg zu bewegen, um auf diese Weise zu verhindern, daß eine fehlerhafte Positionierung der Welle die Meßköpfe beschädigen kann. Die Rückholvorrichtung 19 umfaßt

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zwei Arme 45,45·, die mit der Welle 18 verkeilt sind, und ein horizontales Querelement 46, das mit dem Endteil 47 der Stangen 33 zusammenwirken kann.

Wie man Fig. 2 entnehmen kann, lagern die Wellen 11,11', zwischen denen sich die Stangen 32 erstrecken, ein festes axiales mechanisches Referenzelement 48, das die richtige axiale Positionierung der Kurbelwelle 22 in der Meßstellung garantiert. Die axiale Stellung des festen mechanischen Referenzelementes 48 kann mittels einer einstellbaren Klemme 49 eingestellt werden·

Auf den Wellen 11,11' sind in Axialrichtung einstellbar Rollen 50,50' befestigt, die als Führungen für die Stangen 32 wirken, um Schwingungen um die zugehörigen Stifte herum zu begrenzen und um diesenzu ermöglichen, diejenigen Bewegungen durchzuführen, die für das Nachfolgen der Trajektorien der Oberflächen der zu überprüfenden Kurbelwelle 22 erforderlich sind. Der Kontakt der mechanischen Referenz-Vorrichtungen 31 mit den Oberflächen der Kurbelwelle 22 ist in erster Linie auf die Gewichtskraft der mechanischen Referenzvorrichtungen 31 zurückzuführen, die zum Teil durch die Gegengewichte 43 ausgeglichen wird. Die Geschwindigkeit, mit der die Kurbelwelle 22 um die Zentriereinrichtungen 23 und 24 rotiert, ist begrenzt, so daß die infolge der Bewegung der Massen, die die Meßeinheiten aufweisen, entstehenden Trägheitskräfte vernachlässigbar klein sind.

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Somit erhält man konstante Drücke der mechanischen Referenzvorrichtungen 31 auf die Kurbelwelle 22 unabhängig von deren Winkellage.

Die Kontaktmeflkraft, mit der die Fühler 38,38· mit den Oberflächen 36 in Berührung treten, wird durch Federn festgelegt, die zu den Meßköpfen gehören, welche innerhalb der mechanischen Referenzvorrichtungen 31 angeordnet sind·

Falls es erforderlich sein sollte, Überprüfungen durch gemeinsames Aufbereiten von Signalen durchzuführen, die von Meßköpfen erfaßt worden sind, welche zu unterschiedlichen Meßeinheiten gehören, beispielsweise Überprüfungen der Konzentrizität und der axialen Abmessungen von unterschiedlichen Hauptzapfen ist es möglich, auf den Wellen 11,11' Meßköpfe zu montieren, die mögliche Verschiebungen der Stangen 32,33 der relevanten Meßeinheiten in einer Axialrichtung relativ zur Kurbelwelle 22 und somit Verschiebungen der Referenzvorrichtungen 31 erfassen. Die von diesen Meßköpfen, von denen einer 51 in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, erfaßten Signale werden dann in die von der Einheit 40 durchgeführten Aufbereitungsvorgänge eingeschlossen, um die Verschiebungen der Meßeinheiten zu kompensieren.

Die Wellen 13,13' dienen dazu, den Rahmen 9 zu versteifen.

Die Meßmaschine ist auch deshalb besonders einfach und billig, weil alle Bewegungen mit Ausnahme der Rotation der Kurbelwelle gemäß

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der nachfolgenden Beschreibung durch eine einzige Welle 16 gesteuert werden.

Wie man insbesondere aus Fig. 3 entnehmen kann, bewirkt die Welle 16, die durch den Motor 1? gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, eine Drehung einer Endkurbel 52 und somit ein Anheben der Stange 53. Das Anheben der Stange 53 bewirkt eine Drehung der Welle 25 im Uhrzeigersinn durch einen Arm 54. Durch die Drehung der Welle 25 werden die Arme 28,2S¹ der Ladevorrichtung 21 angehoben, so daß die Kurbelwelle 22 in Richtung auf die Meßposition bewegt wird. Der Rotationsumfang der Arme 28,28· wird durch einen Begrenzungsanschlag 55 eingestellt, der sicherstellt, daß sich die Achse der Kurbelwelle 22 geringfügig unterhalb der von den Zentriereinrich— tungen 23 und 24 in deren Schließstellung festgelegten Achse selbst zentriert. Durch eine sich selbst belastende Feder 56 kann die Stange 53 ihren Hub auch dann vervollständigen, wenn der Arm 54 durch den Begrenzungsanschlag 55 gestoppt wird.

Eine Kurbel 57 ist mit dem zweiten Ende der Welle 16 verkeilt, so daß sie sich absenkt, während die Kurbel 52 angehoben wird. Durch die Abwärtsbewegung der Kurbel 57 wird eine Stange 58 abgesenkt. Diese Stange 5Θ bewirkt mittels eines Begrenzungsanschlages 59, der mit dem Arm 60 zusammenwirken kann, eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Drehung der Welle 18. Durch diese Drehung der Welle werden die Stangen 61,61', die über Arme 62,62' mit der Welle 18

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verbunden sind, abgesenkt. Das Absenken der Stangen 61,61' bewirkt eine Drehung von Elementen 63, die die Zentriereinrichtung 23 und 24 lagern, um Drehpunkte 64, so daß sich somit die Zentriereinrichtungen 23 und 24 in Richtung auf die Kurbelwelle 22 bewegen. Die Annäherung der Zentriereinrichtungen 23 und 24 in Richtung auf die Kurbelwelle 22 wird sd lange fortgesetzt, bis die Zentriereinrichtungen die Zentrierbohrungen an der Kurbelwelle 22 berühren. Zwei Federn 65 werden belastet, so daß die Stangen 61,61* ihren Hub auch dann vervollständigen können, wenn die Zentriereinrichtungen 23 und 24 bereits in den entsprechenden Zentrierbahrungen angeordnet sind. Die beiden zusätzlichen Arme 45,45', die mit der Welle 18 verkeilt sind, bestimmen die Absenkung des Querelementes 46 der Rückholvorrichtung 19, das die Endteile 47 der Stangen 33 lagert, und folglich die Absenkung der mechanischen Referenzvorrichtungen 31, die über die Stangen mit den Endteilen 47 verbunden sind. Durch die Absenkung des Querelementes 46 können sich die mechanischen Referenzvorrichtungen von oben nach unten in Richtung auf die durch die Zentriereinrichtungen 23 und 24 festgelegte Achse bewegen und nur dann mit den Oberflächen der zu überprüfenden Welle 22 in Kontakt treten, wenn diese durch die beiden Zentriereinrichtungen 23 und 24 richtig in Position gehalten wird.

Der Beginn des Meßzyklus, der nunmehr in Verbindung mit dem in Fig. 4 gezeigten Blockdiagramm beschrieben wird, wird durch einen

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mit der Welle 16 verkeilten Nocken 69 (Fig. 3) gesteuert, der einen Mikroschalter 71 aktiviert. Der Mikroschalter 71 steuert das Abschalten eines Schalters 70, der den Motor 17 stoppt. Der Mikroschalter 71 steuert das Anlaufen des Motors, der eine Rotation des Futters 30 und folglich der Kurbelwelle 22 bewirkt, und aktiviert des weiteren einen Zeitgeber 72. Nachdem eine Zeitdauer verstrichen ist, die einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen der Kurbelwelle 22 entspricht, steuert der Zeitgeber 72 den Schalter 70 an, so daß dieser eingeschaltet wird. Der Zeitgeber kann durch eine Zählvorrichtung ersetzt werden, die die Anzahl Umdrehungen der Kurbelwelle 22 zählt und den Schalter 70 einschaltet, wenn eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen durchgeführt worden ist. Während der Rotation der Kurbelwelle 22 tasten die beweglichen Fühler, beispielsweise die Fühler 38,38·, die Oberflächen der Haupt- und Kurbelzapfen ab und erzeugen elektrische Signale, die zusammen mit den von den Fühlern 51 erzeugten Signalen von der Einheit 40 aufbereitet werden.

Wäflrend der halben Umdrehung, in der die Kurbel 57 eine aufwärts gerichtete Trajektorie ausführt, legen die Federn 66, deren Enden mit dem Querelement 46 und einem der Querelemente 8 des Rahmens 5 verklemmt sind, durch Einwirkung auf das Querelement 46 die im Uhrzeigersinn ablaufende Rotation der Welle 18 und somit die Wegbewegung der mechanischen Referenzvorrichtungen 31 von den Oberflächen der Kurbelwelle 22 fest. Ein zweiter mechanischer Begrenzungsanschlag 67, der mit dem Arm 60 zusammenwirken kann, begrenzt die

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Rotation der Kurbelwelle 18 infolge der Wirkung der Federn 66.

Die im Uhrzeigersinn ablaufende Rotation der Welle 18 und der Arme 62,62· bewirkt des weiteren ein Anheben der Stangen 61,61'',die über die Widerlager 68 eine Rotation der Elemente 63 um Drehpunkte 64 erzeugen, um die Wegbewegung der Zentriereinrichtungen 23,24 von der überprüften Kurbelwelle 22 festzulegen.

Wenn die Zentriereinrichtungen 23 und 24 die Kurbelwelle nicht mehr lagern, bewegt die Ladevorrichtung 21 die Kurbelwelle 20 von der Prüfstellung weg und ordnet diese auf dem darunter befindlichen Förderer an.

Diese Bewegungen können deswegen durchgeführt werden, weil die Kurbel 52 eine abfallende Trajektarie durchführt, die das Absenken der Stange 53 bewirkt, die die Bewegung der Ladevorrichtung 21 steuert.

Am Ende dieser halben Umdrehung wird durch den Nocken 69 ein zweiter Mikroschalter 73, der in Fig. 4 gezeigt ist, aktiviert, der den Ausschaltvorgang des Schalters 70 und folglich das Abschalten des Motors 17 steuert.

Wenn der Meßzyklus der Maschine beendet ist, setzt die Kurbelwelle unter der Voraussetzung, daß sich ihre Abmessungen innerhalb der

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ORIGINAL INSPECTED

vorgesehenen Toleranzgrenzen befinden, ihren Weg in Richtung auf Werkzeugmaschinen, die die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgänge durchführen, oder in Richtung auf ein Lager fort. Wenn sich die Abmessungen des Werkstücks außerhalb der Toleranzen befinden, wird dieses einem Lager für Schrotteile zugewiesen.

Die MeBmaschine kann durch einen Mikroschalter, der am Förderer angeordnet ist und die Ankunft einer zu überprüfenden nachfolgenden Kurbelwelle erfaßt, oder manuell von einer Bedienungsperson der Maschine, die den Schalter 70 einschaltet, wieder in Tätigkeit versetzt werden.

Die Meßmaschine kann ohne die Ladevorrichtung 21 hergestellt werden, wobei zur Beschickung ein am Förderer angeordneter Lader Verwendung finden kann, dessen Bewegungen mit denen der Meßmaschine übereinstimmen können. Die in Fig. 5 dargestellte Variante bezieht sich genau auf diesen Fall. Bei dieser Variante wird auch die Rückholvorrichtung 19 über den Verlauf ihres Anhebvorganges durch eine Kurbel gesteuert und nicht durch die Federn 66. Die in Fig. 5 dargestellte Meßmaschine umfaßt eine zweite horizontale Welle 16·, die zusammen mit der Welle 16 über den Motor 17 durch einen Kettentrieb 74 gesteuert wird.

Die Stange 58, die mit der Kurbel 57 verbunden ist, welche mit einem Ende der Welle 16 verkeilt ist, steuert eine Rotation der

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Welle 18 gegen den Uhrzeigersinn und somit die Absenkung der Rückholvorrichtung 19. Die Rotation der Welle 18 bewirkt darüber hinaus eine Rotation der Arme 62,62' gegen den Uhrzeigersinn, die mittels der Stangen 61,61· die Annaherungsbewegung'der Zentriereinrichtungen 23 und 24 steuern.

Die Kurbel 52, die mit einem Ende der Welle 16· unter einem Winkel von 180 zur Kurbel 5? verkeilt ist, bewirkt während der aufwärts gerichteten halben Umdrehung ein Anheben einer damit verbundenen Stange 75.

Durch das Anheben der Stange 75 wird mittels eines Widerlagers 79, das auf einen Arm 76 wirkt, eine Umdrehung der Welle 18 im Uhrzeigersinn bewirkt, die die Rückholvorrichtung 19 anhebt und die Zentriereinrichtungen 23 und 24 voneinander weg bewegt.

Durch eine Feder 77 kann die Stange 75 ihren durch die Kurbel 52 gesteuerten Hub auch dann vervollständigen, wenn der Arm 76 durch einen Begrenzungsanschlag 78 gestoppt wird.

Wenn es ausreicht, statische Überprüfungen an Kurbelwellen durchzuführen, besteht die Möglichkeit, die Zentriereinrichtungen 23 und 24 sowie die zugeordneten kinematischen Steuerelemente und das Spannfutter 30 zu eliminieren. In diesem Fall wird die richtige Positionierung der zu überprüfenden Kurbelwelle relativ zur

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MeBmaschine durch V-Abschnitte 29,29' der Ladevorrichtung 21, durch den Begrenzungsanschlag 55, der in Fig. 3 gezeigt ist, und durch das in Fig· 2 gezeigte axiale mechanische Referenzelenient 4Θ sichergestellt.

Wenn es die für den Meßzyklus geforderte Zeit erlaubt, kann man auch eine einzige Meßeinheit einsetzen, die hintereinander alle zu überprüfenden Teile abtastet. Diese Lösung wird in Verbindung mit der in Fig. 6 dargestellten Schemazeichnung beschrieben.

Bai dieser Ausführungsforra ist die mechanische Referenzvorrichtung 31 über Stangen 32 und 33 mit einer Führung 80 verbunden, die in Axialrichtung entlang einer Welle 12 gleitet. Die Axialbewegung der Führung Θ0 wird durch eine Schraube 81 ohne Ende gesteuert, die daran angepaßt ist.

Die Rotation der Schraube 81 ohne Ende wird durch eine Schrittmotor-Steuereinheit 82 eines im wesentlichen bekannten Typs gesteuert, die einen Schrittmotor und Einrichtungen, beispielsweise Zähler, zur Steuerung der von dem Motor durchgeführten Schritte aufweist, um die gewünschten Axialstellungen der mechanischen Referenzvorrichtung 31 festlegen zu können. Diese Ausführungsform macht mindestens zwei Wellen 16,16'' erforderlich, um die kinematischen Elemente zu steuern, eine zu Steuerung der Rückholvorrichtung und die andere zur Steuerung der Bewegungen der Zentriereinrichtungen 23 und 24 und der Ladevorrichtung 21.

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Jede Welle 16,16·' wird durch unabhängige Motoren 17,17' gesteuert, da die Bewegungen der Zentriereinrichtungen 23 und 24 und der Ladevorrichtung 21 unmittelbar zu Beginn und am Ende des Meßzyklus gesteuert werden müssen, während die Rückholvorrichtung eine Wegbewegung und Annäherung der mechanischen Referenzvorrichtung relativ zu den Zapfen ^er Kurbelwelle immer dann bewirken muß, wenn man von der Überprüfung eines Zapfens zu der des nächsten übergeht.

All diese Varianten der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können durchgeführt werden, ohne daß in bezug auf den Aufbau der Meßmaschine wesentliche Änderungen ausgeführt werden müssen■ Dies ist unmittelbar auf die Verwendung von Antriebselementen, beispielsweise Verbindungsstangen und Kurbeln, zurückzuführen, die einfach und billig sind, und auch auf die Art und Weise, in der die Meßeinheiten ausgeführt sind.

Die vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen können andere Modifikationen sowohl baulicher als auch funktioneller Art erfahren, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

Claims

ΡΙΝΙΚΕ ITALIAMA MARPO6S - Oip'i^Prlvf ΰ" S*"0* S.p.A. "■■ JLP.·:?**' w- Schmitz ViA Saliceto, 13 1-40010 B«*tivoglio <BO 'd'^'w.' DörTng"3 Mozartstraße 23 8000 München 2 Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Überprüfung der linearen Abmessungen von Wellen mit einem Rahmen, Lagereinrichtungen, die mit dem Rahmen verbunden sind und eine Horizontalachae zur Lagerung der zu überprüfenden Welle festlegen, einer Lagervorrichtung, die am Rahmen befestigt ist, Meßeinrichtungen, die mechanische Referenzeinrichtungen aufweisen, die in der Lage sind, die Welle zu berühren, Abtasteinrichtungen, die in der Lage sind, mit der Wellenoberfläche zusammenzuwirken, Wandler- und Anzeigeeinrichtungen, die den Abtasteinrichtungen zugeordnet sind, um Signale zu erzeugen, die von den linearen Abmessungen abhängig sind, Verbindungseinrichtungen zum Verbinden der Meßeinrichtungen mit der Lagervorrichtung und Steuereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (32,33,34) mindestens ein Armpaar (32,33) umfassen, dessen erster Arm (33) relativ zur Lagervorrichtung (9) entlang einer Ebene senkrecht zur Horizontalachse drehbar ist und dessen zweiter Arm (32) relativ zum ersten Arm entlang der gleichen Ebene drehbar ist, und daß die Verbindungseinrichtungen (32,33,34) in der Lage sind, eine Bewegung der Meßeinrichtungen in Richtung auf die Horizontalachse von oben nach unten und umgekehrt und von dieser weg zu ermöglichen·

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (32,33,34) Zwangseinrichtungen (41,42) umfassen, die in der Lage sind, die Rotation der Arme (32,33) grundsätzlich ohne elastische Reaktionen zu ermöglichen, um im wesentlichen konstante Berührungskräfte zwischen den mechanischen Referenzeinrichtungen (31) und der Welle (22) zu erhalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen (31,38,38') und die Verbindungseinrichtungen (32,33,34) Konstruktionen aufweisen, die in der Lage sind, gewünschte Werte der Berührungskräfte im wesentlichen in Abhängigkeit von der Schwerkraft festzulegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gegengewichtvorrichtungen (43) aufweist, die an den Verbindungseinrichtungen (32,33,34) befestigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtungen (23,24) in der Lage sind, eine Rotation der zu überprüfenden Welle (22) um die Horizontalachse zu gestatten, um eine dynamische Überprüfung der linearen Abmessungen durchzuführen.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung (5,9) und die Verbindungseinrichtungen (32,33,34) in der Lage sind, Einstellungen der Lage der Meßeinrichtungen (31,38,38·) in Parallelrichtung zur Horizontalachse zu ermöglichen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen eine Vielzahl von Meßeinheiten (31,38,38·) aufweisen, daß die mechanischen Referenzeinrichtungen eine Vielzahl von Referenzvorrichtungen (31) umfassen, von denen Jede einer entsprechenden Meßeinheit zugeordnet ist, und daß die Verbindungseinrichtungen eine Vielzahl von Armpaaren (32,33) umfassen, von denen Jedes Paar in der Lage ist, eine entsprechende Meßeinheit zu lagern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Positionswandlervorrichtung (82) aufweist, die in der Lage ist, ein Signal zur Verfügung zu stellen, das von der axialen Position der Meßeinrichtungen (31,38,38·) relativ zur Horizontalachse abhängig ist, um die Meßeinrichtungen relativ zu den Teilen der Welle (22), die überprüft werden sollen, zu positionieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (16,16',21,52,53,57,58,75,81,82) eine Steuervorrichtung (81,82) aufweisen, die mit der Wandlervorrichtung (82) verbunden ist, um die Positionierung der Meßeinrichtungen (31,31',38')zu steuern. - 4 -

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangseinrichtungen Rollenlager (41,42) aufweisen«

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung (5,9) einen starren Haupt— teil (9) und isostatische Verbindungseinrichtungen (14,15) zwischen dem Hauptteil und dem Rahmen (1,1*) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen zwei vertikale Stützen (I₁I') aufweist und daß die isostatischen Verbindungseinrichtungen eine erste Zwangsvorrichtung (14) umfassen, um eine Seite (10*) des Hauptteils (9) an einer (1¹) der vertikalen Stützen zwangsweise festzulegen mit einer Zwangsrotation um eine zweite Horizontalachse, die senkrecht zu der von den Lagereinrichtungen festgelegten Horizontalachse verläuft, sowie eine zweite Zwangsvorrichtung, um eine andere Seite (10) des Hauptteils an der anderen vertikalen Stütze (1) zwangsweise festzulegen, wobei die zweite Zwangsvorrichtung ein Verbindungselement mit einer Kugelpendelvorrichtung (15) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtungen (23,24) und die Lagervorrichtung (5,9) am Rahmen (1»1') derart befestigt sind, daß ihre Position in Vertikalrichtung eingestellt werden kann.

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14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (16,16',21,52,53,57,59, 75,81,82) eine oder mehrere horizontale Steuerwellen (16,16') aufweisen, die sich zur Horizontalachse parallel erstrecken, Kurbeln (52,57), die an den Enden der Steuerwellen (16,16") angeordnet sind, und Transmissionsvorrichtungen (58,75), die mit den Kurbeln verbunden sind, um das Festklemmen und Lösen der zu überprüfenden Welle durch die Lagereinrichtungen (23,24) und die Bewegung der Meßeinrichtungen (31,38,38*) in Richtung auf die zu überprüfende Welle und von dieser weg zu steuern.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (16,16»,21,52,53,57,58, 75,81,82) des weiteren eine Lade- und Entladevorrichtung (21) aufweisen, um die zu überprüfende Welle durch Anheben derselben in Richtung auf die Lagereinrichtungen (23,24) in die Vorrichtung einzuführen, und weitere Transmissionsvorrichtungen (59), die mindestens von einer der Kurbeln (52,57) angetrieben sind, um die Lade- und Entladevorrichtung zu steuern.

16. Vorrichtung nach Anspruch 7 allein oder in Verbindung mit einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler- und Anzeigeeinrichtungen (40) Prozeßschaltungen zur Aufbereitung von Signalkombinationen, die sich auf verschiedene Meßeinheiten

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(31,38,38') beziehen, aufweisen und daß Meßköpfe (51) vorgesehen sind, um die beidseitige Position der Meßeinheiten zu erfassen und dadurch Ausgleichssignale fur die ProzeBschaltungen vorzusehen·

17. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Überprüfung der geometrischen Abmessungen von Kurbelwellen (22), insbesondere der Abmessungen der Haupt— und Kurbelzapfen im statischen Zustand der Kurbelwelle oder wenn diese um die durch die Hauptlager bestimmte Achse rotiert.

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