DE3044990A1 - Verfahren und einrichtung zum messen der teile von gleichlaufgelenken - Google Patents
Verfahren und einrichtung zum messen der teile von gleichlaufgelenkenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von Teilen eines
Gleichlaufgelenks,insbesondere zum Messen der Schale oder der
Glocke oder auch des Innenringes (Innenlaufringes) eines Kugelgelenksoder
der entsprechenden Teile eines Axiaigelenks.Das Verfahren
beinhaltet die Erzeugung von Meßsignalen für die Abmessungen des betreffenden Teiles und die Verarbeitung der Meßsignale zur
Gewinnung von zweiten MeßSignalen.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem ersten Träger zur Halterung des zu messenden
Teiles, einer Meßeinrichtung mit mehreren Meßköpfen zum Erzeugen von Meßsignalen für die Stellungen der Spitzen des Teiles, ferner
mit einem an den ersten Träger gekuppelten zweiten Träger zur Halterung der Meßvoirichtung und eine mit den Meßköpfen verbundene
Verarbeitungseiniichtung zur Verarbeitung der Meßsignale.
Wie bekannt, weist die Glocke oder Schale eines Gleichlaufkugelgelenks
einen Hohlkörper mit einer Innenfläche auf, welcher die Form einer Kugeis one mit sechs im Abstand von 60° voneinander angeordneten
Iaufringen aufweist, welche die Lager für die Gelenkkugeln
bilden.
Die seit einigen Jahrzehnten bekannten Gleichlaufgelenke finden
jetzt vermehrte Anwendung in der Kraftfahrzeugindustrie, und daher müssen jetzt die verschiedenen Teile des Gelenkes mit hohem
Wirkungsgrad, Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit und einer für die Massenfertigung cjeeigneten Geschwindigkeit sowie auf die von den
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Gelenken wichtigen Funktionen gemessen und geprüft werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Meßverfahren
für Einzelteile eines Gleichlaufgelenks zu schaffen, das für die Betriebsbedingungen der Gelenke wichtige Meßwerte liefert. Erfindungsgemäß
ist auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit großer Genauigkeit und WiederholgenauigkeLt vorgesehen.
Die Erfindung soll eine Einrichtung ergeben, die s Lch speziell zur Messung und Prüfung der Glocke und des Innenriugs von Gleichlaufkugelgelenken
sowie der entsprechenden Te:.Ie von Axialgelenken
eignet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll eine Einrichtung geschaffen werden, die sich gut zur Durchführung ähnlicher
Messungen an verschiedenen Teilen von Gle:ichlaufgelenken eignet.
Bei dem eingangs erwähnten erfindungsgemäßen verfahren stellen die
Meßsignale für die Abmessungen des Teils die Dirnen sionen der Kugellaufringe
dar, und der Verarbeitungsvorgancj umfaßt das Bestimmen der Mittelpunktlagen der Kugellaufringe in einer Äquatorebene sowie
des Mittelpunktes einer sich diesen Mittelpunkten annähernden Umfangslinie, wobei dieser Mittelpunkt einen Bezugspunkt für die
Messung des Teils darstellt.
Bei der eingangs erwähnten Einrichtung erzeugen erfindungsgemäß die
Meßköpfe die Meßsignale für die Abmessungen der Kugellaufringe in einer Äquatorebene der Ringe, wobei die Verarbeitungseinrichtung
die Verarbeitung der Meßsignale übernimmt, um die Mittelpunkte der ·
Kugellaufringe in der Äquatorebene sowie den Mittelpunkt eines Umfangs zu bestimmen, der sich den Mittelpunkten der Laufringe nähert,
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wobei dieser Mittelpunkt als Bezugspunkt für die Messung der Teile
dient.
Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung
enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:.
Fig. 1 einen vereinfachten Aufriß einer erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung für die Glocke eines Gleichlaufkugelgelenks.
Fig. 2 einen waagrechten Querschnitt mit Darstellung
Fig. 2 einen waagrechten Querschnitt mit Darstellung
der Anordnung der Meßfühler der Einrichtung der Fig. 1.
Fig. 3 einen Stromlaufplan der Schaltungen der Einrichtung
der Fig. 1 und 2. Fig. 4 einen waagrechten Querschnitt mit Darstellung der
Nenngrößen des zu messenden Teils. Fig. 5, 6 Schemazeichnungen zur Erklärung der von den
Schaltungen der Fig. 3 durchgeführten Verarbeitung sgänge.
Nach den Fig. 1 und 2 besitzt eine Glocke 1 eines Gleichlaufkugelgelenks
einen Schaft 2 zur Befestigung an die Radnabe eines Kraftfahrzeugs
so'vie einen Hohlkörper 3, dessen Innenfläche die Form einer Kugelzonenflache 4 mit sechs Laufringen 5-10, deren Querschnitt
halbkreisförmig ist.
Die Laufringo 5-10 sind in Winkelabständen von 60° zueinander angeordnet.
Wenn das Gelenk betriebsbereit istr können sich die entsprechenden
Kugeln in den Ringen 5-10 in der Längsrichtung des Ge-
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lenkes bewegen.
Die Glocke 1 ist auf der Einrichtung oder dem Gerät mit Hilfe eines Kopfstückes 11 und einer axial gleitenden Körnerspitze 12
positioniert, welche in eine Mittelbohrung in der Oberseite des Schaftes 2 eingreift.
Das Kopfstück 11 weist eine Kugelzonenfläche 13 auf, die mit der
Kugelzonenfläche 4 der Glocke 1 zusammenwirkt sowie ein Bezugsteil
oder eine im Laufring 5 angeordnete Palette oc.er K Linke 14 zum Bestimmen der Winkelstellung der Glocke 1 gegenüber der Meßeinrichtung
.
Das Kopfstück 11 wird von einem Pfosten 15 getragen, der mit
Schrauben 16,17 auf einer auf einem Sockel 18 angebrachten Platte befestigt ist.
Die Meßeinrichtung ist mit vierundzwanzig Kontakten oder Fühlern
19-24 bestückt, deren Anordnung schematisch in Fig. 2 dargestellt
ist.
Die Fühler 19-24, von denen nur der Fühler 19 in Fig. 1 gezeigt
ist, berühren die Bodenlinie der Laufringe 5-10 an Punkten, die in
der Äquatorebene der Ringe liegen.
Die Fühler 19-24 sind an Armen 43 von Armgarnituren 44 befestigt.
Die einzelnen Armgarnituren 44, von denen nur eine in Fig. 1 gezeigt
ist, sind mit zwei senkrechten Blattfedern 46,47 an einem
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Block 45 befestigt.
Die Federn 46,47 sind mit der Armgarnitur 44 und dem Block 45
durch die Schrauben 48,49 und 50,51 verbunden.
Alle Aritigar η itur en 44 sind einander gleich und werden anhand der
in Fig. 1 dargestellten beschrieben.
Der Arm 43 trägt am Ende 52 einen Fühler 19 und weist einen dünneren
Abschnitt 53 am anderen Ende auf. Der Abschnitt 53 ist dünner, damit er als Drehpunkt oder Drehzapfen senkrecht zur Längsachse
des Armes 43 bei einer Drehung des Endes 52 mit- dem zugeordneten
Fühler 19 wirke.
Eine Stütze 54 für den Arm 53 ist einstückig mit dem dünnen Abschnitt
53 \erbunden und an einem Arm 55 angeflanscht.
Ein Ende 56 des Armes 55 ist neben dem Ende 52 des Armes 53 halbkugelförmig ausgeformt, und sein anderes Ende 57 ist mit einem
Block 58 veibundon.
Im Abschnitt 56 sind eine flache Fase 59 parallel zur Längsachse des Annes 5r sow e eine Bohrung 60 ausgeformt, deren Achse senkrecht
zur Fc se 5) verläuft.
Der Fühler 19 kann sich in der Bohrung 60 in Längsrichtung der
Bohrungsachs e beilegen.
Ein Patronenmeßkopf 61 mit einem induktiven Stellungsgeber ist in
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einer Bohrung 62 des Armes 55 untergebracht und an diesem mit einer
nicht sichtbaren Schraube befestigt.
Der Meßkopf 61 weist einen Fühler 63 auf, der durch ein Loch 64 im
Arm 55 geführt ist, den Arm 43 berührt und des sen Versetzungen aufgrund
der Drehung und den durch den dünnen Abi.chni -t 53 gebildeten Drehpunkt abgreift.
Der Block 58 ist mit einem Block 65 über eine Piatue 66 verbunden,
die einen dünnen Abschnitt 67 aufweist, der eine Drehachse bildet,
die senkrecht zur Längsachse des Armes 55 verläuft, um den Block 58 sowie die mit ihm verbundenen Arme 43,55 zu dreien. Auch die
Blattfedern 46,47 sind am Block 65 befestigt.
Der Block 65 bildet ein Ende eines Armes 72, dessen andere Seite
einen Patronenmeßkopf 73 trägt, der in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist.
Der Meßkopf 73 besitzt den in Fig. 2 gezeigten Kontakt oder Fühler
31, der die Versetzungen einer am Arm 55. befestigten Kante 74 mißt, wenn sich der Arm 55 um die durch den dünnen Abschnitt 66 gebildete
Drehachse dreht.
Ein in einer nicht"gezeigten Weise mit dem Sockel 18 verbundener
Ständer 75 trägt einen Patronenmeßkopf 76 mit dem Fühler 25, der die Versetzungen der Armgarnitur 44 um die durch die Flachfedern
46,47 gebildete Drehachse abgreift.
Am Ständer 75 ist auch ein kleiner Zylinder 77 mit einem Kegel-
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stift 78 befestigt, welcher mit einer Kante 79 des Armes 72 zusammenwirkt,
um die Drehbewegung der Armgarnitur 44 um die durch die Flachfedern 46,47 gebildete Drehachse zu begrenzen.
Die Fläche 4 der Glocke, die ein Lager für den Kugelgelenkkäfig
bildet, wird durch sechs Fühler 37-42 gemessen, die mit ihren Meßspitzen auf Punkten in der Äquatorebene der Fläche 4 aufliegen.
In Fig. 1 sind der Fühler 40 sowie die Teile der Meßeinrichtung, die diesem Fühle tr zugeordnet sind, gezeigt. Gleiche Bauteile der
dem Meßfühlern 33-42 der Einrichtung zugeordnet sind, werden nicht näher beschrieben.
Der Meßfühlor 40 ist an einem Arm 80 befestigt, der mit Schrauben
82,83 an einem Bauteil 81 angebracht ist.
Das Bauteil 81 ist mit einem am Sockel 18 befestigten Block 84 durch zwei senkrechte Blattfedern 85,86 verbunden.
Die Flachfedern 85,86 sind am Bauteil 81 mit Schrauben 87,88 und am Block 84 mit Schrauben 89,90 verbunden.
Die Flachfeiern 35,86 bilden eine Drehachse für die Drehbewegung
des Bauteils 81 und des Armes 80 mit dem Meßfühler 40.
Die Drehbewegung des Bauteils 81 um diese Drehachse ermöglicht Auslenkungen des Fühlers 40 in der Äquatorebene der Fläche 4 in
einer zu di isen senkrechten Richtung.
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Ein Ständer 91 trägt einen Patronenmeßkopf 92 mit einem Meßfühler
93, welcher die Drehversetzungen des Bauteils 81 uri die durch die
Blattfedern 85,86 gebildete Drehachse abgreift. Ein kleiner am
Ständer 91 angebrachter Zylinder 94 weist einen Keqelstift 95 auf,
der mit einer Kante 96 des Bauteils 81 zusammenwirkt und die Drehbewegung
des Bauteils 81 in Richtung auf den £tände;r 91 hin begrenzt.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Meßeinrichtung anhand der
Fig. 3-6 näher erläutert.
Eine bekannte und in den Zeichnungen nicht dargestellte Abheboder Rückfahreinrichtung verursacht die Drehung der Armgarnituren
44 und der Bauteile 81 um die entsprechenden. Drehachsen in einer Weise, daß die Belastung einer Hauptglocke 1 ohne Störung zwischen
dieser und den Meßfühlern 19-24 und 37-42 ermöglicht wird.
Der Körner 12 wird abgesenkt, um mit der Mittelbohrung in der Oberfläche
des Schaftes 2 in Eingriff zu kommen, wobei die Glocke 1 durch das Kopfstück 11, die Palette 14 und den Körner 12 positionie
wird.
Nach der Positionierung der Hauptglocke 1 gibt die Rückfahreinrichtung
die Armgarnituren 44 und das Bauteil 81 frei, wodurch diese sich der Oberfläche der Glocke wegen der Elastizitätskräfte nähern
können, die von den die Drehachsen bildenden Bauteilen sowie durch nicht gezeigte Rückholfedern ausgelöst werden. Dadurch berühren
die entsprechenden Meßfühler die Oberfläche der Glocke an den festgelegten Punkten.
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Der Körner 12 und das Kopfstück 11 bilden eine mit der geometrischen
Hauptachse der Glocke zusammenfallende Achse, wenn diese
gegenüber der Meßeinrichtung richtig positioniert ist.
Die sechs Laufringe 5-10 in der Hauptglocke (Fig. 4) besitzen in
ihrer Äquatorialebene die Mittelpunkte Cc-C1 in, die auf einer
Umfangslinie Q mit dem Radius R liegen, und deren Mittellinie auf der geometrischen Achse der Glocke angeordnet ist. Außerdem liegen
die Mittelpunkte C'r-C-V- auf den entsprechenden Radien der Umfangslinie
C, die? in einem Abstand von 60° voneinander angeordnet sind.
Die Laufringe 5-' 0 der Hauptglocke haben einen halbkreisförmigen Seitenumriß mit einem Radius D .
Die Punkte der Käfiglagerfläche 4 in der Äquatorialebene dieser
Fläche liegen auf einer umfangslinie in einem Radius S . Der Mittelpunkt
dieser Umfangslinie liegt in der geometrischen Achse der Hauptglocke.
Die MeßeinrJ chtujig wird elektrisch und mechanisch gegenüber der
Hauptglocke so auf Null eingestellt, daß die Ausgangssignale der
Patronenmeßköpfe einen Nullwert aufweisen.
Nach der NullsteLlung der Meßeinrichtung wird die Rückfahreinrichtung
becient, wobei sich die Armgarnituren '44 und die Bauteile
81 von der OberfLache der Hauptglocke abheben.
Dann kann die Ha lptglocke entlastet werden, und eine zu messende
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Glocke 1 wird, wie erwähnt durch den Körner 12, da;s Kopfstück 11
und die Palette 14 eingespannt und positioniert.
Danach gibt die Rückfahreinr ich Lung die Armgarnituaren 44 und die
Bauteile 81 frei, welche an die Oberfläche der Glocke 1 heranfahren.
Die mit den Seiten der Laufringe 5-10 zusammerwirkenden abgefasten
Kanten der Halbkugelsegmente 56 bewirken eine Drehbewegung der Arme
55 um die durch die dünnen Abschnitte 67 gebildeten Drehachsen in Querrichtung zu den BodenlinLen der Laufringe 5-10, und die
Drehbewegungen um die durch die Federn 46,47 gebildeten Drehachsen in Richtungen, die senkrecht zur Oberfläche dei* Lauf ringe
5-10 liegen. Auf diese Weise können die Meßfühler 19-24 die Bodenpunkte der Laufringe 5-10 in der Äquatorebene der Ringe berühren.
Die Radialabweichungen der Meßfühler 19-24 vor. ihren Soll- oder
Nullstellungen (d.h. bezogen auf die Hauptglocke) werden durch die entsprechenden Meßköpfe €1 gemessen, welcl· e die! Drehwinkelabweichungen
der Arme 43 um die durch die dünnen Abschnitte 53 gebildeten Drehachsen abgreifen.
Die von den Meßköpfen 61 erzeugten Meßsignale gelangen an eine Schaltung 97 (Fig. 3), welche die Radien der sechs Laufringe 5-10
berechnet.
Die Berechnung der Radien beruht auf dem bekannten Verfahren der Berechnung des Radius einer Umfangslinie aus der Länge einer Sehne
sowie der der Krümmung des Bogens, welcher der Sehne gegenüberliegt
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Die Fasen 59 der Halbkugelabschnitte 56 berühren die Seiten der Laufringe 5-10 an symmetrischen Punkten, die auf Sehnen von bekannter
Länge liegen, und die Meßfühler 19-24 sowie die zugeordneten Meßköpfe 61 erzeugen Signale für die Abweichungen der Krümmungen
von einem Nennwert. Die Schaltung 97 verarbeitet die Signale der Meßköpfe 61, wobei die Radiusabweichungen der sechs Laufringe 5-10
gegenüber dem Nennwert D gewonnen werden.
An den Eingängen einer Schaltung 98 liegen die Ausgangssignale der
Schaltung 97 sowie die Signale der Meßköpfe 76 an. Diese Signale stehen für die Stellungen der Halbkugelabschnitte 56 in zur Bodenlinie
der Laufringe senkrechten Richtungen. Die Schaltung 98 erzeugt Ausgangssignale T.(5 - i - 10) für die Radialabweichungen der
Mittelpunktslagen C^-C. - bezogen auf die entsprechenden Lagen
der Mittelpunkte CV-C' der Hauptglocke - von einem Bezugsmittelpunkt
0 cus gemessen (Fig. 5), der den Schnittpunkt mit der
Äquatorialebene der Laufringe 5-10 mit der Achse darstellt, die durch den Kerner 12 und das Kopfstück 11 gegeben ist, wobei diese
Achse mit dor geometrischen Hauptachse der Glocke zusammenfällt.
Die Signale T. liegen an den Eingängen einer Schaltung 99 an, welche sie verarbeitet, um statistisch nach der Methode der kleinsten
Quadra! e den Mittelpunkt O1 (Fig. 5) der Umfangslinie P zu
bestimmen, velcho sich den sechs Mittelpunkten C^-C.» besser annähert.
Außerdem erzeugt die Schaltung 99 Signale für den Abstand der Mittelpunkte C5-C1-. von dem so ermittelten Mittelpunkt 0'.
Jetzt sind die von der Schaltung 99 durchgeführten Verarbeitungsgänge
zur Ableitung der Parameter aus den Signalen T., welche eine
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Bestimmung der ümfangslinie P und ihres Mittelpunktes O' ermöglichen,
erklärt worden, "e" in Fig. 5 ist die Exzentrizität zwischen
den Mittelpunkten 0 und 0'.
Setzt man den Radius der Ümfangslinie P mit R + AR an, den Abstand
der Punkte auf der ümfangslinie P vom Mittelpunkt 0 mit
?= f(&) und die Größe der Exzentrizität e längs dec beiden aufeinander
senkrecht stehenden Achsen X, Y mit dem Mittelpunkt 0 als gemeinsamen Punkt, da e sehr klein ist, mit V und Z, dann gilt:
(1) V = e cos V
(2) Z = e sinf
(3) f(&) = R0+ AR + e cos ( f + BT) ,
worin f der Winkel zwischen der 0 und 0' durc.ilauf enden Geraden
und der Achse X ist, während &"der Winkel ist, welchen' der Radius
£ und die Achse X beschreiben.
Durch Entwicklung der Gleich (3) und Substitution der Größen nach den Gleichungen (1).und (2) erhält man:
(4) S K&) = ■ R + AR + Vcos^- Z sin &.
Kennzeichnet man den Abstand des Mittelpunktes C. (5 ^ i ^ 10)
vom Mittelpunkt 0, dann stellt die Größe
den Abstand des Mittelpunktes C. vom entsprechenden Punkt auf der
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Umfangslinie P in Richtung einer Geraden dar, welche C. mit dem
Mittelpunkt O verbindet.
Führt man in die Gleichung (5) den durch die Gleichung (4) abgeleiteten
Wert S (IST) ein", so ergibt sich:
(6) S. = A.R + V cos ΛΤ - Z sin /T-T.
damit die Summe der Quadrate der Abstände S. (5-1-10) das
kleinste Gemeinsame sei, muß:
J ίο
5
7)
7)
ξι V
10
10
Da Werkzeugraasch Lnen, welche die Lauf ringe 5-10 der Glocke 1 bearbeiten,mil genügender Annäherungsgenauigkeit zumindest für die
Bestimmung des Mittelpunktes O1 gewährleisten, daß die Mittelpunkte
C5-C0 gegenüber dem Mittelpunkt 0 im Abstand von 60° zueinander
angeordnet sind, können die Gleichungen (7), (8), (9) entfallen und die Werte von £K eingesetzt werden, worauf sich
folgendes ergibt:
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10
(10) Δ.Η - 1 21 t T
6 5-
6 5-
(ID A1 . i_ [(T1+3- T1) ♦ I (T1+2
(12) B. -^3 (
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worin A. und B. die Exzentrizitätskomponenten e in Richtung der
Geraden sind, welche den Mittelpunkt e mit den Mittelpunkten C5-C10
verbinden sowie in zu diesen Linien verlaufenden Senkrechten.
Mit guter Annäherung kann angenommen werden, daß dor Abstand des
Mittelpunktes C. vom Mittelpunkt O1 gleich ist.:
(13) R1 = R0 + T± +
D.h., daß die Abstände der Mittelpunkte C5-C10 vom Mittelpunkt O1
in der Schaltung 99 durch einfaches Verarbeiten der Signale T1 bestimmt
werden, wobei dieser Verarbeitungsgang die Addition und Multiplikation mit konstanten Faktoren beinhaltet.
Die die Werte R1 darstellenden Ausgangssignale der Schaltung 99
liegen an den Eingängen einer Schaltung 100 an, welche einen Parameter
für die flasche Anordnung der Kugellaufringe 5-10 berechnet, d.h. den Schlagfehler der Mittelpunkte C5-C10, und zwar als
Differenz zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert von R..
Die Meßköpfe 92 erzeugen Signale für die Abstände der Meßfühler 37-42 von der durch 0 laufenden Achse. Diese Signale gelangen an
den Eingang einer der Schaltung 99 gleichen Schaltung 101, die sie
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verarbeitet, um den Mittelpunkt der Umfangslinie zu bestimmen, welche die sechs von den Meßfühlern 37-42 berührten Punkte der
Käfiglagerfläche 4 am besten annähert.
Eine an die Schaltungen 101 und 99 angeschlossene Schaltung 102 berechnet die Fehllage, d.h. die Exzentrizität der Käfiglagerflache
4 gegenüber den sechs Laufringen 5-10 als den Wert des Abstandes zwischen den Parallelachsen zur durch 0 laufenden geometrischen
Hauptachse, die durch 0' sowie durch den Mittelpunkt der
Umfangslinie laufen, welche sich am besten den durch die Meßfühler 37-42 berührten sechs Punkten der Käfiglagerfläche 4 annähert.
Die Meßköpfe 73 mit den Meßfühlern 31-36 erzeugen Signale für die Stellungsablagen der Halbkugelabschnitte 56 gegenüber den entsprechenden
Stellungen an den Laufringen der Hauptglocke in Querrichtung. Die entsprechende in Fig. 1 gezeigte Querrichtung für die
Armgarnitur 44 uid den Meßkopf 43 ist die zur Ebene der Fig. 1
senkrecht stehende Richtung.
Diese Signale liegen an einer Schaltung 103 an, die auch an die Ausgänge der Schaltung 98 geführt ist. Die Schaltung 103 verarbeitet
die Eingangs signale, um die Winkelbeziehungen zwischen den Geraden zu bestinmen, welche die Mittelpunkte Cr-C1n mit dem Mittelpunkt
0' verbünden. Bei dieser Signalverarbeitung müssen die
Winkelfehler der Geraden berücksichtigt werden, welche die Mittelpunkte Cj--C mic dem Mittelpunkt 0 verbinden, und die noch nach
Bearbeitung der Laufringe 5-10 durch Werkzeugmaschinen auftreten können.
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Die Bezeichnungen ot>. . (5^i, j - 10; i^j) gebtm im folgenden
die Winkel an, die durch Punkte der Geraden gebildet werden, welche den Mittelpunkt 0 mit den beiden Mittelpunkten C-, C. der
Laufringe 5-10 der Hauptglocke miteinander verbinden. Die Bezeichnungen (öl/. . + ß. .) geben die Winkel an, die zwischen den Punkten
der Geraden liegen, welche den Mittelpunkt O1 mit-den beiden
Mittelpunkten C, C. der zu messenden Laufrimie der Glocke 1 verbinden.
Es kann gezeigt werden, daß zur Berecl·nung von ( O^. . +
ß. .) außer den vorstehend erwähnten Winkelf e:hlem nur die Ex-
zentrizitätskomponenten e in Richtung der SchnittlLnien der Winkel
cO. . ohne größere Fehler einzuführen, berücksichtigt v/erden brau-
1 1 D
In Fig. 6 kennzeichnen i' und j1 die Stellungen von zwei der Meßfühler
31-36 der Meßköpfe 73 gegenüber der Hauptglocke, und H kennzeichnet den Abstand der Punkte i1 und j' von der durch 0 laufenden
geometrischen Hauptachse. Die Punkte i und j bezeichnen die Stellung der vorerwähnten Meßfühler gegenüber der zu messenden
Glocke 1. Die Abstände der Punkte i und j von der durch 0 laufenden
Achse sind H + Δ.Η. und H + ΔΗ.. Da in der Praxis jedoch ΔΗ. und
ßH. erheblich kleiner sind als H (H liegt im Zentimeterbereich,
während ΔΗ. und &H. nicht höher sind als einige tausendstel Millimeter),
werden in den folgenden Berechnungen die Größen Ü^H. und
ΔΗ. gegenüber H vernachlässigt, ohne merkliche Fehler einzuführen.
Die Mittelpunkte C1., C ., C. und C. werden, wie erwähnt, durch
Halbkugelabschnitte 56 und die zugeordneten Meßfühler 19-24 gebildet, und daher liegen die Punkte i1, j', i und j, d.h. die Berührungspunkte
zwischen den Meßfühlern 31-36 der Meßköpfe 73 und der
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Kanten 74 auf geraden Segmenten mit einem Ende im Punkt O, und laufen
durch C1., C . und C., C.; sie können aber auch auf geraden
Segmenten liegen/ die gegenüber den vorhergehenden Segmenten wegen der Anordnung der Kanten 74 gegenüber den Armen 55 um den
gleichen Winkel gedreht sind. Daher ist eine Berechnung der Winkel
zwischen den den Punkt 0' und die Punkte i und j verbindenden Geraden
gleich einer Berechnung der Winkel ( o^ · . + ß. .).
Durch einfache trigonometrische Berechnungen erhält man:
(14) «*,. + ß ) - *. + ϊψ sin %2 + 1
1/J -L/J 1Cj "■ *■ «.
M. und M. kennzeichnen die Signale der Meßköpfe 73, welche die Versetzungen
des Halbkugelabschnitts 56 in Querrichtung zu den Laufringen 5-10 messen.
G. . bezeichnen c.ie Exzentrizitätskomponente e in Richtung der
Linien, welche die Winkel (λ/. . halbieren.
1Z D
Gleichung (14) zeigt, daß die Schaltung 103 die Winkel (0^1 . +
ß. .) durch einfc'Che Verarbeitung einschließlich der Addition und
Multiplikation mit Konstantfaktoren der Signale T. sowie der von den Meßköpfen 73 erzeugten Signale berechnen kann, da die Größen
(^j. . bekannt sind.
i/D
i/D
Die vorstehend beschriebene Einrichtung, welche zur Messung der
Glocke eines Gleichlaufkugelgelenks dient, kann auch leicht zur
Messung des entsprechenden Bauteils eines Gleichlaufaxialgelenks dienen. Zu diesem Zweck genügt es, im wesentlichen nur die Form
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_ 23 . 304499Q
des Kopfstückes 11 zu verändern.
Durch einfache Änderungen der Formgebung des Kopfstückes 11 zu verändern
.
Durch einfache Änderungen der Formgebung des Kopfstückes 11 und
der Anordnung der Kontakte 19-42 kann der Innenrincf eines Gleichlaufkugel- oder eines Gleichlaufaxialgelenks cemessen werden.
Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch
weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können prismatische Zentrierelernente für den Kugelabschnitt
56 zum Zwecke der Auslenkung der Meßfühler 19-24 an der Bodenlinie der Laufringe eingesetzt werden. Außerdem kann die vorstehend
beschriebene Einrichtung mit automatischen Aufspann-, Positionier-,
Ausspann- und Sortiereinrichtunger verwendet werden, um die zu messenden Teile mehr oder weniger automatisch durchlaufen
zu lassen.
130036/0 60 0
Claims (10)
1. Verfahren zum Messen von Teilen eines Gleichlaufgelenks, insbesondere
zum Messen der Glocke oder des Innenlaufringes eines Kugelgelenks oder der entsprechenden Teile eines Axialgelenks,
wobei das zu messende Bauteil Laufringe darstellt und das Verfahren
die Erzeugung von Meßsignalen für die Abmessungen des betreffenden Teils sowie die Verarbeitung der Mejßsignale umfaßt,
um zweite Meßsignale zu gewinnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale für die Abmessungen des Bauteils Meßsignale
von Abmessungen von Kugellaufringen sind und daß zur Verarbeitung die Bestimmung der Lage der Mittelpunkte de:r Kugellaufringe
in einer Äquatorialebene sowie die Bestimmung des Mittelpunktes einer diese Mittelpunkte annähernden ümfangslinie gehört,
wobei dieser Mittelpunkt einen Bezugspunkt für die Messung des Bauteils darstellt.
13003Si
- 2 - " " 3QA499Q
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten
durch Verarbeitung gewonnen Meßsignale Signale für die Abstände (R.) der Mittelpunkte (C5-C10) der Laufringe vom Bezugspunkt
(O1) sowie ein Signal für die Fehlanordnung der Laufringe
als Differenz zwischen dem Maximalwert und Minimalwert der Signale für die Abstände enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bauteil'eine Lagerfläche
für den Gelenkkäfig bildet, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Meßsignale für die Punkte der Lagerfläche erzeugt werden, die
Abmessungen der Lagerfläche darstellen, daß der Verarbeitungsgang auch die Verarbeitung weiterer Meßsignale zum Bestimmen
des Mittelpunktes einer zweiten Umfangslinie umfaßt, welche sich den Punkten der Lagerfläche annähert und, daß der Positionierungsfehler
der Lagerfläche gegenüber den Kugellaufringen in Abhängigkeit von der Lage der Mittelpunkte der Umfangslinien
bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verarbeitung
svorgang auch die Anwendung der statistischen Methode
der kleinsten Quadrate für die Festlegung der Mittelpunkte der Umfangsliaien gehört.
5. Verfahren nact einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß weitere Meßsignale für die Winkel erzeugt werden, welche durch zwei Gerade gebildet werden, die die Mittelpunkte
der Kugellaufringe mit einem Bezugspunkt verbinden und, daß die weiteren Meßsignale sowie die zweiten Meßsignale verarbeitet
werden, um die Winkel zu bestimmen, die durch zwei
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3044999
Gerade gebildet werden, welche die Mittelpunkte der Kugellaufringe
mit dem Bezugspunkt verbinden.
6. Verfahren nach Anspruch 2 zum Messen der Kugel eines Kugelgelenks,
die eine geometrische Achse bildet, wobei die Kugellaufringe Querschnitte von Kreisbogenform aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßvorgang die Bestimmung von Sehnen der Laufringe mit einem Bezugswert in der Äquatorebene der Laufringe
umfaßt, daß diese Sehnen den entsprechenden Lögen der Laufringe gegenüberliegen und, daß die ersten Meßsic;nale Signale
für die Radiallagen der Sehnen gegenüber der geometrischen Ach-
. se sowie Signale für die Höhe der den Sehnen gec-enüberliegenden
Bögen enthalten.
7. Einrichtung zum Messen eines Gleichlaufgelenks, insbesondere
der Glocke oder des inneren Laufringes eines Kugelgelenks oder von entsprechenden Teilen eines Axialgelenks, wobei die Glocke
Kugellaufringe bildet und eine erste Trägereinrichtung zur Abstützung des zu messenden Teils vorgesehen ist, ferner mit Meßeinrichtungen
einschließlich mehreren Meßköpfen zur Erzeugung erster Meßsignale für die Lage von Punkten auf der Glockenaberflache,
mit zweiten an die ersten Träger angeflanschten Trägern zur Abstützung der Meßeinrichtung und einer mit den Meßköpfen
verbundenen Arbeitseinrichtung zum Verarbeiten der ersten Meßsignale, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (61,76) erste
Meßsignale für die Abmessungen der Kugellaufringe (5-10) in
einer Äquatorebene der Laufringe erzeugen und, daß die Verarbeitungseinrichtungen
(97,98,99) die ersten Meßsignale verarbeiten, um die Mittelpunkte (C5-C10) der Kugellaufringe (5-10)
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- 4 - . "' 304499Q
in der Äquatorebene festzulegen sowie zur Bestimmung des Mittelpunktes
(O1) einer Umfangslinie (P), die sich den Mittelpunkten
(C5-C10) der Kugellaufringe (5-10) annähert, wobei dieser
Mittelpunkt (O1) als Bezugspunkt für die Messung des Bauteils
(1) dient.
8. Einrichtung nech Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verarbeitungseinrichtungen (99,100) zweite Signale (R.) für die Abstände der I'ittelpunkte (C5-C10) der Kugellaufringe (5-10)
vom Bezugspunkt (0") erzeugen und, daß sie ein drittes Signal für den Positjonierungsfehler der Kugellaufringe (5-10) als
Differenz zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert der zweiten Signale erzeucen. ■
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das zu messende Bauteil
eine geocetrische Achse und eine Lagerfläche von der Form einer Kugelzore bildet und den Gelenkkäfig aufnimmt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen Meßköpfe (92) enthalten, die weitere Mcßsignale in Abhängigkeit von Lagen gegenüber
der geometrischen Achse von Punkten der Lagerflache (4)
erzeugen, die in einer Äquatorebene dieser Lagerfläche (4) liegen, daß Verarbeitungseinrichtungen (92,102) diese weiteren
Meßsignala verarbeiten, um den Mittelpunkt einer zweiten Umfangslinia
festzulegen, die sich den Punkten an der Lagerfläche (4) annähert ind auch, um den relativen Lagerfehler der Lagerfläche.
(4) sovie der Kugellaufringe (5-10) in Abhängigkeit von der Lage der Mittelpunkte dieser ümfangslinien zu ermitteln.
10.Einrichtung nech Anspruch 7, wobei das zu messende Bauteil eine
i3öo:;6/O6OO
-5- 30A499Q
geometrische Achse bildet, und die Kugellaufrin<je (5-10) im
Winkel um die geometrische Achse verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtungen weitere Meßköpfe (73)
enthalten, die weitere Meßsignale für die WinkeLbeZiehung zwischen
den in der Äquatorebene liegenden Mittelpunkte (C5-C10)
der Kugellaufringe (5-10) mit dem Schnittpunkt (0) der geometrischen
Achse verbindenden Geraden erzeugen, und, daß die Verarbeitungseinrichtungen
(97-99-103) mit den weiteren Meßköpfen
(73) verbunden sind, um die WinkelbeZiehungen (Φ. . + ß. .)
1^D if]
zwischen den die Mittelpunkte (C5 -C10) der Kugellaufringe (5-10)
mit dem Mittelpunkt (O1) der Umfangslinie P), die sich den
Mittelpunkten (Cc-C10) der Kugellaufringe 5-10) annähert, verbindenden
Geraden zu ermitteln.
130036/0600
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ID=11109676
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|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MARPOSS S.P.A., BENTIVOGLIO, BOLOGNA, IT |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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