DE3044990C2

DE3044990C2 -

Info

Publication number: DE3044990C2
Application number: DE3044990A
Authority: DE
Inventors: Gastone Bologna It Albertazzi
Original assignee: Marposs SpA
Current assignee: Marposs SpA
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1991-12-19
Also published as: IT1121633B; US4355467A; JPS5690234A; FR2470951B1; DE3044990A1; IT7903558A0; JPH0368321B2; GB2064132B; FR2470951A1; GB2064132A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines Gleichlaufgelenkes, insbesondere der Gelenkhälften eines Kugel- oder Axialgelenkes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Wie bekannt weist die Schale eines Gleichlaufgelenkes eine kugelförmige Innenfläche auf, in der zur Aufnahme der Gelenkkugeln sechs Laufbahnen in Abständen von jeweils 60° angeordnet sind.

Solche bekannten Gleichlaufgelenke werden in großen Mengen für Kraftfahrzeuge hergestellt, so daß beim Vermessen und Prüfen der Gelenke eine hohe Meßgenauigkeit, Reproduzier barkeit und hohe Meßgenauigkeit verlangt werden.

Es ist bekannt (GB 14 77 508), die Lage von Mittelpunkten eines Werkstückes in einer Ebene sowie eine die Meßpunkte annähernde Umfangslinie zu bestimmen. Dabei wird aber von einem einzigen Meßtaster ein zylindrisches Werkstück abge tastet und der wahre Radius des Werkstückes ermittelt, indem die Meßsignale des Tasters und Signale für die Verschiebung des Tasters gegenüber dem Auflagetisch aufsummiert werden, wobei zusätzlich noch Signale zum Kompensieren möglicher Fehlausrichtungen des Werkstückes berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann die Unrundheit eines zylindrischen Körpers ermittelt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, mit dem Gleichlaufgelenke mit hoher Genauigkeit, Reproduzierbar keit und Geschwindigkeit vermessen werden können.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 7.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt einer Vorrichtung zum Vermessen der Schale eines Gleich laufgelenks,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Schale mit der Anordnung der Meßfühler, Kugellaufbahnen 5 bis 10,

Fig. 3 ein Schaltschema einer elektrischen Schaltung zum Verarbeiten der Meßsignale,

Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch die Schale eines Bezugsgleichlaufgelenks,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Bestimmung der Mittelpunkte der Kugellaufbahnen und des Mittel punktes eines Umfangkreises und

Fig. 6 eine schematische Darstellung zum Bestimmen des Umfangsabstandes der Kugellaufbahnen.

In der nachfolgenden Beschreibung ist die Schale eines zur Kalibrierung dienenden Bezugsgleichlaufgelenks mit dem Ausdruck Hauptglocke bezeichnet und die Schale eines zu vermessenden Gleichlaufgelenks mit dem Ausdruck Glocke.

Nach den Fig. 1 und 2 besitzt eine Glocke 1 eines Gleichlaufgelenks einen Schaft 2 zur Befestigung an der Radnabe eines Kraftfahrzeuges sowie einen Hohlkörper 3 mit einer Innenfläche in der Form einer Kugelzonenfläche 4 mit sechs Kugellaufbahnen 5 bis 10, deren Querschnitt halbkreis förmig ist. Die Kugellaufbahnen 5 bis 10 sind in Winkelab ständen von 60° zueinander angeordnet. Im Betrieb des Gelenks können sich die entsprechenden Kugeln in den Kugellaufbahnen 5 bis 10 in der Längsrichtung des Ge 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 oder Klinke 14 zum Be stimmen der Winkelstellung der Glocke 1 gegenüber der Meßeinrich tung.

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 insgesamt 24 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 ge zeigt ist, sind mit zwei senkrechten Blattfedern 46, 47 an einem 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 Armgarnituren 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 dünne ren 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 Ab schnitt 53 verbunden und an einem Arm 55 angeflanscht.

Ein Ende 56 des Armes 55 ist neben dem Ende 52 des Armes 53 halb kugelförmig ausgeformt, und sein anderes Ende 57 ist mit einem Block 58 verbunden.

Im Abschnitt 56 sind eine flache Fase 59 parallel zur Längsachse des Armes 55 sowie eine Bohrung 60 ausgeformt, deren Achse senk recht zur Fase 59 verläuft.

Der Fühler 19 kann sich in der Bohrung 60 in Längsrichtung der Bohrungsachse bewegen.

Ein Patronenmeßkopf 61 mit einem induktiven Stellungsgeber ist in 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 dessen Versetzungen auf grund der Drehung um den durch den dünnen Abschnitt 53 gebildeten Drehpunkt abgreift.

Der Block 58 ist mit einem Block 65 über eine Platte 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 drehen. 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 darge stellt 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 gebil dete 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 stift 78 befestigt, welcher mit einer Kante 79 des Armes 72 zu sammenwirkt, 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 Meß spitzen auf Punkten in der Äquatorebene der Fläche 4 aufliegen.

In Fig. 1 sind der Fühler 40 sowie die Teile der Meßeinrichtung, die diesem Fühler zugeordnet sind, gezeigt. Gleiche Bauteile, die den Meßfühlern 37-42 der Einrichtung zugeordnet sind, werden nicht näher beschrieben.

Der Meßfühler 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 Flachfedern 85, 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 dieser senkrechten Richtung.

Ein Ständer 91 trägt einen Patronenmeßkopf 92 mit einem Meßfühler 93, welcher die Drehversetzungen des Bauteils 81 um die durch die Blattfedern 85, 86 gebildete Drehachse abgreift. Ein kleiner am Ständer 91 angebrachter Zylinder 94 weist einen Kegelstift 95 auf, der mit einer Kante 96 des Bauteils 81 zusammenwirkt und die Dreh bewegung des Bauteils 81 in Richtung auf den Ständer 91 hin be begrenzt.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Meßeinrichtung anhand der Fig. 3-6 näher erläutert.

Eine bekannte und in den Zeichnungen nicht dargestellte Abheb- oder Rückfahreinrichtung verursacht die Drehung der Armgarnituren 44 und des Bauteils 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 Ober fläche des Schaftes 2 in Eingriff zu kommen, wobei die Glocke 1 durch das Kopfstück 11, die Palette 14 und den Körner 12 positioniert wird.

Nach der Positionierung der Hauptglocke 1 gibt die Rückfahreinrich tung 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 fest gelegten Punkten.

Der Körner 12 und das Kopfstück 11 bilden eine mit der geometri schen Hauptachse der Glocke zusammenfallenden 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 C′₅-C′₁₀, die auf einer Umfangslinie Q mit dem Radius R_o liegen, und deren Mittellinie auf der geometrischen Achse der Glocke angeordnet ist. Außerdem liegen die Mittelpunkte C′₅-C′₁₀ auf den entsprechenden Radien der Um fangslinie Q, die in einem Abstand von 60° voneinander angeordnet sind.

Die Laufringe 5-10 der Hauptglocke haben einen halbkreisförmigen Seitenumriß mit einem Radius D_o.

Die Punkte der Käfiglagerfläche 4 in der Äquatorialebene dieser Fläche liegen auf einer Umfangslinie in einem Radius F_o. Der Mit telpunkt dieser Umfangslinie liegt in der geometrischen Achse der Hauptglocke.

Die Meßeinrichtung 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 Rückfahrein richtung bedient, wobei sich die Armgarnituren 44 und die Bauteile 81 von der Oberfläche der Hauptglocke abheben.

Dann kann die Hauptglocke entlastet werden, und eine zu messende Glocke 1 wird, wie erwähnt durch den Körner 12, das Kopfstück 11 und die Palette 14 eingespannt und positioniert.

Danach gibt die Rückfahreinrichtung die Armgarnituren 44 und die Bauteile 81 frei, welche an die Oberfläche der Glocke 1 heranfah ren.

Die mit den Seiten der Laufringe 5-10 zusammenwirkenden abgefasten Kanten der Halbkugelsegmente 56 bewirken eine Drehbewegung der Ar me 55 um die durch die dünnen Abschnitte 67 gebildeten Drehachsen in Querrichtung zu den Bodenlinien der Laufringe 5-10, und die Drehbewegungen um die durch die Federn 46, 47 gebildeten Drehach sen in Richtungen, die senkrecht zur Oberfläche der Laufringe 5-10 liegen. Auf diese Weise können die Meßfühler 19-24 die Boden punkte der Laufringe 5-10 in der Äquatorialebene der Ringe berühren.

Die Radialabweichungen der Meßfühler 19-24 von ihren Soll- oder Nullstellungen (d. h. bezogen auf die Hauptglocke) werden durch die entsprechenden Meßköpfe 61 gemessen, welche die Drehwinkelab weichungen der Arme 43 um die durch die dünnen Abschnitte 53 ge bildeten 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.

Die Fasen 59 der Halbkugelabschnitte 56 berühren die Seiten der Laufringe 5-10 an symmetrischen Punkten, die auf Sehnen von bekann ter 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_o 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 Boden linie der Laufringe senkrechten Richtungen. Die Schaltung 98 er zeugt Ausgangssignale

T_i (5 i 10)

für die Radialabweichungen der Mittelpunktslagen C₅-C₁₀ - bezogen auf die entsprechenden Lagen der Mittelpunkte C′₅-C′₁₀ der Hauptglocke - von einem Bezugsmittel punkt O aus gemessen (Fig. 5), den Schnittpunkt mit der Äquatorialebene der Laufringe 5-10 mit der Achse darstellt, die durch den Körner 12 und das Kopfstück 11 gegeben ist, wobei diese Achse mit der geometrischen Hauptachse der Glocke zusammenfällt.

Die Signale T_i liegen an den Eingängen einer Schaltung 99 an, welche sie verarbeitet, um statistisch nach der Methode der klein sten Quadrate den Mittelpunkt O′ (Fig. 5) der Umfangslinie P zu bestimmen, welche sich den sechs Mittelpunkten C₅-C₁₀ besser an nähert. Außerdem erzeugt die Schaltung 99 Signale für den Abstand der Mittelpunkte C₅-C₁₀ von dem so ermittelten Mittelpunkt O′.

Jetzt sind die von der Schaltung 99 durchgeführten Verarbeitungs gänge zur Ableitung der Parameter aus den Signalen T_i, welche eine Bestimmung der Umfangslinie P und ihres Mittelpunktes O′ ermög lichen, erklärt worden. "e" in Fig. 5 ist die Exzentrizität zwi schen den Mittelpunkten O und O′.

Setzt man den Radius der Umfangslinie P mit R_o+ΔR an, den Ab stand der Punkte auf der Umfangslinie P vom Mittelpunkt O mit ρ=ρ(σ) und die Größe der Exzentrizität e längs der beiden auf einander senkrecht stehenden Achsen X, Y mit dem Mittelpunkt O als gemeinsamen Punkt, da e sehr klein ist, mit V und Z, dann gilt:

V = e cos ϕ (1)
Z = e sin ϕ (2)
ρ (σ) = R_o + ΔR + e cos (ϕ + σ) , (3)

worin ϕ der Winkel zwischen der O und O′ durchlaufenden Geraden und der Achse X ist, während σ der Winkel ist, welchen der Radius ϕ und die Achse X beschreiben.

Durch Entwicklung der Gleichung (3) und Substitution der Größen nach den Gleichungen (1) und (2) erhält man:

ϕ (σ) = R_o + ΔR + Vcos σ - Z sin σ . (4)

Kennzeichnet man den Abstand des Mittelpunktes C_i (5i10) vom Mittelpunkt O, dann stellt die Größe

S_i = ϕ (σ_i) - (R_o + T_i) (5)

den Abstand des Mittelpunktes C_i vom entsprechenden Punkt auf der Umfangslinie P in Richtung einer Geraden dar, welche C_i mit dem Mittelpunkt O verbindet.

Führt man in die Gleichung (5) den durch die Gleichung (4) abgelei teten Wert ϕ(σ) ein, so ergibt sich:

S_i = ΔR + V cos σ_i - Z sin σ_i - T_i (6)

damit die Summe der Quadrate der Abstände S_i (5i10) das kleinste Gemeinsame sei, muß:

Da Werkzeugmaschinen, welche die Laufringe 5-10 der Glocke 1 be arbeiten, mit genügender Annäherungsgenauigkeit zumindest für die Bestimmung des Mittelpunktes O′ gewährleisten, daß die Mittel punkte C₅-C₁₀ gegenüber dem Mittelpunkt O im Abstand von 60° zu einander angeordnet sind, können die Gleichungen (7), (8), (9) entfallen und die Werte von σ_i eingesetzt werden, worauf sich folgendes ergibt:

worin A_i und B_i die Exzentrizitätskomponenten e in Richtung der Geraden sind, welche den Mittelpunkt O mit den Mittelpunkten C₅-C₁₀ verbinden sowie in Richtung senkrecht zu diesen Geraden.

Mit guter Annäherung kann angenommen werden, daß der Abstand des Mittelpunktes C_i vom Mittelpunkt O′ gleich ist:

R_i = R_o + T_i + A_i . (13)

D. h., daß die Abstände der Mittelpunkte C₅-C₁₀ vom Mittelpunkt O′ in der Schaltung 99 durch einfaches Verarbeiten der Signale T_i be stimmt werden, wobei dieser Verarbeitungsgang die Addition und Multiplikation mit konstanten Faktoren beinhaltet.

Die die Werte R_i darstellenden Ausgangssignale der Schaltung 99 liegen an den Eingängen einer Schaltung 100 an, welche einen Pa rameter für die falsche Anordnung der Kugellaufringe 5-10 berech net, d. h. den Schlagfehler der Mittelpunkte C₅-C₁₀, und zwar als Differenz zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert von R_i.

Die Meßköpfe 92 erzeugen Signale für die Abstände der Meßfühler 37-42 von der durch O laufenden Achse. Diese Signale gelangen an den Eingang einer der Schaltung 99 gleichen Schaltung 101, die sie 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 Käfiglagerflä che 4 gegenüber den sechs Laufringen 5-10 als den Wert des Abstan des zwischen den Parallelachsen zur durch O laufenden geometri schen Hauptachse, die durch O′ sowie durch den Mittelpunkt der Umfangslinie laufen, welche sich am besten den durch die Meßfüh ler 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 entspre chenden Stellungen an den Laufringen der Hauptglocke in Querrich tung. Die entsprechende in Fig. 1 gezeigte Querrichtung für die Armgarnitur 44 und 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 verarbei tet die Eingangssignale, um die Winkelbeziehungen zwischen den Geraden zu bestimmen, welche die Mittelpunkte C₅-C₁₀ mit dem Mit telpunkt O′ verbinden. Bei dieser Signalverarbeitung müssen die Winkelfehler der Geraden berücksichtigt werden, welche die Mittel punkte C₅-C₁₀ mit dem Mittelpunkt O verbinden, und die noch nach Bearbeitung der Laufringe 5-10 durch Werkzeugmaschinen auftreten können.

Die Bezeichnungen

α_{i, j} (5i, j10; i≠j)

geben im folgenden die Winkel an, die durch Punkte der Geraden gebildet werden, welche den Mittelpunkt O mit den beiden Mittelpunkten C′_i, C′_j der Laufringe 5-10 der Hauptglocke miteinander verbinden. Die Bezeich nungen

(α_{i, j} + β_{i, j})

geben die Winkel an, die zwischen den Punk ten der Geraden liegen, welche den Mittelpunkt O′ mit den beiden Mittelpunkten C_i, C_j der zu messenden Laufringe der Glocke 1 ver binden. Es kann gezeigt werden, daß zur Berechnung von

(α_{i, j} + β_{i, j})

außer den vorstehend erwähnten Winkelfehlern nur die Ex zentrizitätskomponenten e in Richtung der Schnittlinien der Winkel α_{i, j} ohne größere Fehler einzuführen, berücksichtigt werden brau chen.

In Fig. 6 kennzeichnen i′ und j′ die Stellungen von zwei der Meß fühler 31-36 der Meßköpfe 73 gegenüber der Hauptglocke, und H kenn zeichnet den Abstand der Punkte i′ und j′ von der durch O laufen den 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 O laufenden Achse sind H+ΔH_i und H+ΔH_j. Da in der Praxis jedoch ΔH_i und ΔH_j erheblich kleiner sind als H (H liegt im Zentimeterbereich, während ΔH_i und ΔH_j nicht höher sind als einige tausendstel Milli meter), werden in den folgenden Berechnungen die Größen ΔH_i und ΔH_j gegenüber H vernachlässigt, ohne merkliche Fehler einzuführen.

Die Mittelpunkte C′_i, C′_j, C_i und C_j werden, wie erwähnt, durch Halbkugelabschnitte 56 und die zugeordneten Meßfühler 19-24 gebil det, und daher liegen die Punkte i′, j′, i und j, d. h. die Berüh rungspunkte zwischen den Meßfühlern 31-36 der Meßköpfe 73 und der Kanten 74 auf geraden Segmenten mit einem Ende im Punkt O, und lau fen durch C′_i, C′_j und C_i, C_j; sie können aber auch auf geraden Segmenten liegen, die gegenüber den vorhergehenden Segmenten we gen 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 O′ und die Punkte i und j verbindenden Ge raden gleich einer Berechnung der Winkel

(α_{i, j} + β_{i, j}).

Durch einfache trigonometrische Berechnungen erhält man:

M_i und M_j kennzeichnen die Signale der Meßköpfe 73, welche die Ver setzungen des Halbkugelabschnitts 56 in Querrichtung zu den Lauf ringen 5-10 messen.

G_i,j bezeichnen die Exzentrizitätskomponente e in Richtung der Linien, welche die Winkel α_i,j halbieren.

Gleichung (14) zeigt, daß die Schaltung 103 die Winkel

(α_{i, j} + β_{i, j})

durch einfache Verarbeitung einschließlich der Addition und Multiplikation mit Konstantfaktoren der Signale T_i sowie der von den Meßköpfen 73 erzeugten Signale berechnen kann, da die Größen α_{i, j} bekannt sind.

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 des Kopfstückes 11 zu verändern.

Durch einfache Änderungen der Formgebung des Kopfstückes 11 und der Anordnung der Kontakte 19-42 kann der Innenring eines Gleich laufkugel- oder eines Gleichlaufaxialgelenks gemessen werden.

Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich. Bei spielsweise können prismatische Zentrierelemente für den Kugelab schnitt 56 zum Zwecke der Auslenkung der Meßfühler 19-24 an der Bodenlinie der Laufringe eingesetzt werden. Außerdem kann die vor stehend beschriebene Einrichtung mit automatischen Aufspann-, Po sitionier-, Ausspann- und Sortiereinrichtungen verwendet werden, um die zu messenden Teile mehr oder weniger automatisch durchlaufen zu lassen.

Claims

1. Verfahren zum Vermessen eines Gleichlaufgelenkes, insbesondere der Gelenkhälften eines Kugel- oder Axial gelenkes, das mehrere auf dem Umfang um die Gelenkachse angeordnete Kugellaufbahnen zur Aufnahme von Kugeln aufweist, mit Tastern und Meßköpfen zum Erzeugen von Meßsignalen und einer elektrischen Schaltung zum Verarbeiten der Meßsignale, dadurch gekennzeichnet, daß durch Antasten von Punkten auf den Oberflächen der Kugellaufbahnen (5 bis 10) Meßsignale erzeugt werden, aus denen die Mittelpunkte C₅ bis C₁₀ der Kugellaufbahnen (5 bis 10) und hieraus ein diese Mittelpunkte C₅ bis C₁₀ annähernder Umfangskreis P ermittelt werden und daß die Abstände R_i zwischen dem Mittelpunkt O′ des Umfangskreises P und den Mittelpunkten C₅ bis C₁₀ der Kugellaufbahnen (5 bis 10) bestimmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Mini malwert der Abstände R_i der Mittelpunkte C₅ bis C₁₀ der Kugellaufbahnen (5 bis 10) vom Mittelpunkt O′ des Umfangs kreises P die Fehlanordnung der Kugellaufbahnen bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß durch Antasten von Punkten auf den Lagerflä chen (4) zwischen den Kugellaufflächen (5 bis 10) Meßsignale erzeugt werden, aus denen der Mittelpunkt eines die Meßpunk te der Lagerflächen (4) annähernden Umfangskreises ermittelt wird und daß aus dem Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Umfangskreises der Lagerflächen (4) und dem Mittelpunkt des Umfangskreises der Kugellaufbahnen (5 bis 10) die Fehlanord nung zwischen den Lagerflächen (4) und den Kugellaufbahnen (5 bis 10) bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der Umfangs kreise unter Anwendung der statistischen Methode der kleinsten Quadrate ermittelt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die radialen Abstände T_i (5i10) und die Umfangsabstände M_iM_j zwischen jeweils den Mittelpunkten C₅ bis C₁₀; C_i, C_j der Kugellaufbahnen (5-10) des zu vermessenden Gleichlaufgelenks und den Mittelpunkten C′₅ bis C′₁₀; C_i′, C_j′ der Kugellaufbahnen eines Bezugsgleichlaufgelenks bestimmt werden und aus den radialen Abständen T_i und den Umfangsabständen M_iM_j die Winkel α_ÿ + β_ÿ zwischen jeweils zwei Geraden bestimmt werden, die jeweils einen Mittelpunkt C₅ bis C₁₀; C_i, C_j der Kugellaufbahnen des zu vermessenden Gleichlaufgelenks mit dem Mittelpunkt O′ des Umfangskreises P verbinden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Vermessen der Glocke eines Kugelgelenks mit einer geome trischen Achse und Kugellaufbahnen mit kreisbogenförmigen Querschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kugel laufbahnen (5 bis 10) die Radiallagen von Sehnen vorbestimm ter Länge in der Äquatorialebene der Kugellaufbahnen gegenüber der geometrischen Achse und die Höhen der jeweils von den Sehnen geschnittenen Kreisbogenabschnitte bestimmt werden.

7. Vorrichtung zum Vermessen eines Gleichlaufgelenkes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Zentriereinrich tung für die Gelenkhälfte, Meßeinrichtungen zum Vermessen der Oberflächen von Kugellaufbahnen und/oder Lagerflächen der Gelenkhälfte und einer elektrischen Schaltung zum Verarbeiten der Meßsignale, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere erste Arme (55) an einem gehäusefesten Träger (18) beweglich gelagert sind, daß mehrere zweite Arme (43) an den ersten Armen (55) beweglich gelagert sind, daß an den Enden der ersten Arme (55) Anschläge (56, 59) zur Anlage an die Kugellaufbahnen (5 bis 10) vorgesehen sind, daß an den Enden der zweiten Arme (43) zur punktförmigen Anlage an die Kugellaufbahnen (5 bis 10) in einer gemeinsa men Äquatorialebene vorgesehen sind, und daß die Meßreinrichtun gen erste Meßköpfe (73, 76) zum Messen der Verschiebungen der ersten Arme (55) gegenüber dem Träger (18) und zweite Meßköpfe (61) zum Messen der Verschiebungen zwischen den ersten und zweiten Armen (55, 43) aufweisen, wobei die ersten Meßköpfe (73, 76) Meßsignale für die Lage der An schläge (56, 59) gegenüber dem Träger (18) und die zweiten Meßköpfe (61) Meßsignale für die Lage der Anschläge (56, 59) gegenüber den Tastern (19 bis 24) liefern.